CN100478744C - 液晶显示器 - Google Patents
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Abstract
本发明的液晶显示器包括:大量象素,每个象素具有液晶层和大量用于对液晶层施加电压的电极,象素呈行列矩阵分布,其特征在于:大量象素的每一个具有可以对液晶层施加互不相同的电压的第一子象素和第二子象素,在特定灰度下第一子象素具有高于第二子象素的亮度;第一子象素和第二子象素每个包括:由反电极和经液晶层与反电极相对的子象素电极形成的液晶电容,和由电连接到子象素电极上的存储电容电极、绝缘层和经绝缘层与存储电容电极相对的存储电容反电极形成的存储电容;反电极为由第一子象素和第二子象素共享的单电极,第一子象素和第二子象素的存储电容反电极彼此电绝缘;和大量象素中任何第一子象素的存储电容反电极与列方向上任何相邻象素的第二子象素的存储电容反电极彼此电绝缘。
Description
发明背景
本发明涉及一种可以减小液晶显示器中γ特性的视角依赖性的结构和/或驱动方法。
相关技术的描述
液晶显示器是一种具有良好特性(包括高分辨率、较小的厚度、较轻的重量和较低的功耗)的平板显示器。随着显示性能和产量的提高以及与其它类型显示器相比的价格优势,其市场份额也在迅速扩张。
通常常规使用的扭曲相列向(TN)液晶显示器具有正介电各向异性的液晶分子,液晶分子以其长轴取向近似平行于基底表面且沿液晶层的厚度方向扭转90°的方式分布在上下基底之间。当对液晶层施加电压时,液晶分子开始平行于电场,释放扭转排列。TN液晶显示器利用电压造成的液晶分子的取向改变导致的旋转极化的改变来控制透光量。
TN液晶显示器允许有很宽的制造容限和高的产量。另一方面,它还有显示性能、尤其是视角特性的问题。具体地说,当斜视TN液晶显示器的显示表面时,显示对比度下降得相当厉害。因此,即使从正前方看时图象清晰地呈现出从黑到白多个灰度,但在斜视时灰度之间的亮度差也显得极不清晰。此外,还存在从正前方看时显暗的部分在斜视时显亮的现象。
为了改善TN液晶显示器的视角特性,近来开发了一些液晶显示器,包括日本公开专利JP63-21907中描述的共面切换(IPS)型液晶显示器、日本待公开专利中描述的多畴垂直排列(MVA)型液晶显示器、日本待公开专利JP10-186330中描述的轴向对称微盒(ASM)型显示器,和日本待公开专利JP2002-55343中描述的液晶显示器。
采用上述任一新颖模式(宽视角模式)的液晶显示器解决了视角特性的具体问题。尤其是它们没有在斜视TN液晶显示器的显示表面时表现出的对比度或显示灰度显著下降的问题。
在液晶显示器的显示质量得到改善的情况下,又面临视角特性的新问题,即γ特性的视角依赖性,这意味着从正前方观看显示器和斜视显示器时存在γ特性差异。这样在显示图象(例如照片)或显示电视广播等时就出现问题。
γ特性的视角依赖性在MVA模式和ASM模式中比在IPS模式中更为突出。另一方面,比MVA或ASM板更难以高产量地制作从正前方看时具有较高对比度的IPS板。因而,希望减小MVA模式或ASM模式的γ特性的视角依赖性。
鉴于上述问题产生了本发明。本发明的主要目的在于提供一种具有减小的γ特性视角依赖性的液晶显示器。
发明概述
为了实现上述目的,本发明的第一方面提供了一种常黑模式的液晶显示器,其包括大量象素,每个象素具有液晶层和用于给液晶层施加电压的大量电极,其特征在于:大量象素的每一个包括可以对各自的液晶层施加互不相同的电压的第一子象素和第二子象素;并且当大量象素的每一个显示满足0≤gk≤gn的灰度gk时(其中gk和gn为不小于零的整数,并且gk的较大值对应于较高的亮度),如果假设ΔV12(gk)=V1(gk)-V2(gk),则至少在0<gk≤n-1的范围内满足关系ΔV12(gk)>0V和ΔV12(gk)>ΔV12(gk+1),其中,V1(gk和V2(gk)是分别施加到第一子象素和第二子象素的液晶层的方均根电压。顺便说一下,此处的“象素”代表液晶显示器上的最小显示单元,在彩色显示器的情况下,其对应于显示单种颜色(典型地为R、G或B)“象元(或点)”。
液晶显示器可以这样构造:大量象素中的每一个包括可以对其液晶层施加不同于第一子象素和第二子象素的电压的第三子象素;和当大量象素的每一个显示灰度gk,并且ΔV13(gk)=V1(gk)-V3(gk)时,如果向第三子象素的液晶层施加的方均根电压为V3(gk),则满足关系0V<ΔV13(gk)<ΔV12(gk)。
优选施加到液晶层的方均根电压至少在0<gk≤n-1的范围内满足关系ΔV12(gk)≥ΔV12(gk+1)。
优选当每个象素有第三子象素时,至少在0<gk≤n-1的范围内满足关系ΔV12(gk)≥ΔV12(gk+1)和ΔV13(gk)≥ΔV13(gk+1)。
在优选实施例中,第一子象素和第二子象素每个包括:由反电极和经液晶层与反电极相对的子象素电极形成的液晶电容;以及由电连接到子象素电极的存储电容、绝缘层和经绝缘层与存储电容电极相对的存储电容反电极形成的存储电容;并且反电极为与第一子象素和第二子象素共享的单电极,第一子象素和第二子象素的存储电容反电极彼此电绝缘。典型地,反电极设置在相对基底(有时称作“公共电极”)上,但在IPS模式中,反电极设置在与子象素电极相同的基底上。顺便说一下,“经液晶层与子象素电极相对的反电极”不必与子象素电极隔液晶层的厚度相对。在IPS液晶显示器中,其放置在液晶层中与子象素电极隔液晶层相对。
在优选实施例中,液晶显示器包括两个分别为第一子象素和第二子象素设置的开关元件,其特征在于两个开关元件通过供给公共扫描线的扫描线信号电压开和关;两个开关元件开启时,显示信号电压从公共信号线施加到第一子象素和第二子象素的各个子象素电极和存储电容电极上;两个开关元件关闭后,第一子象素和第二子象素的各个存储电容反电极的电压改变;以及由变化的大小和方向限定的变化量在第一子象素和第二子象素之间不同。此处不仅关于大小(绝对值),而且关于方向定义存储电容反电极的变化量。例如,第一子象素和第二子象素的存储电容反电极的电压变化量的绝对值相等、符号相反。简言之,如果在开关元件断开后其中一个存储电容反电极的电压升高而另一个存储电容反电极的电压下降,则变化的绝对值可以相等。
优选液晶层为垂直排列的液晶层,且包含具有负介电各向异性的相列向液晶材料。
优选第一子象素和第二子象素每个的液晶层都包含在方位角方向上相隔大约90°的四个畴,在四个畴中当施加电压时液晶分子就倾斜。
优选第一子象素和第二子象素放置在公共信号线的相反侧;第一子象素和第二子象素在反电极一侧每个都有大量的凸向液晶层的肋,大量的肋包括在第一方向上延伸的第一肋和在近似垂直于第一方向的第二方向上延伸的第二肋;并且在第一子象素和第二子象素每个中第一肋与第二肋相对于平行于公共扫描线的中心线对称设置,并且在第一和第二子象素的之一中第一肋和第二肋的分布相对于其它子象素中第一肋和第二肋的分布对称。
优选在第一子象素和第二子象素每个中平行于公共扫描线的中心线以近似等于第一子象素和第二子象素中扫描线阵列间距一半的间隔设置。
优选第一子象素的面积等于或小于第二子象素的面积。当大量象素的每一个都有三个或更多个子象素时,优选被施加最大方均根电压的子象素面积不大于其它子象素的面积。
在根据本发明另一方面的液晶显示器中:施加到大量象素中液晶层上的电场方向在每个垂直扫描周期之间反转;以及当显示中等灰度时,在任意行象素的情形中,电场方向在行方向上周期性反转,在任一列象素的情形中,列方向上每个象素的电场方向反转。
根据一个实施例,在任意行象素的情形中,行方向上每个象素的电场方向反转。
根据一个实施例,在任意行象素的情形中,行方向上每两个象素的电场方向反转。
根据一个实施例的液晶显示器以常黑模式工作;其特征在于至少两个子象素包括两个子象素SPa(p,q)和SPb(p,q);以及当大量象素的每一个显示满足0≤gk≤gn的灰度gk时(其中gk和gn是不小于零的整数,并且较大的gk值对应于较高的亮度),如果假设ΔV12(gk)=V1(gk)-V2(gk),则至少在0<gk≤n-1的范围内满足关系ΔV12(gk)>0V和ΔV12(gk)≥ΔV12(gk+1),其中,V1(gk)和V2(gk)是分别施加到第一子象素和第二子象素的液晶层上的方均根电压。
根据一个实施例,至少在0<gk≤≤n-1的范围内满足关系ΔV12(gk)≥ΔV12(gk+1)。
根据一个实施例,SPa(p,q)和SPb(p,q)每个包括:由反电极和经液晶层与反电极相对的子象素电极形成的液晶电容,和由电连接到子象素电极的存储电容电极、绝缘层和经绝缘层与存储电容相对的存储电容反电极形成的存储电容;以及反电极为SPa(p,q)和SPb(p,q)共享的单电极,SPa(p,q)和SPb(p,q)的存储电容反电极彼此电绝缘。
根据一个实施例,液晶显示器包括分别为SPa(p,q)和SPb(p,q)设置的两个开关元件,其特征在于这两个开关元件通过供给公共扫描线的扫描线信号电压开和关;这两个开关元件开启时,显示信号电压从公共信号线施加到SPa(p,q)和SPb(p,q)的各个子象素电极和存储电容电极上;这两个开关元件关闭后,SPa(p,q)和SPb(p,q)的各个存储电容反电极的电压就改变;并且由变化的大小和方向限定的变化量在SPa(p,q)和SPb(p,q)之间不同。具体地说,当这两个开关元件开启时,电压就施加到VSpa(on)和VSpb(on)的各个存储电容反电极上,从而使得当这两个开关元件断开时,各个存储电容反电极的电势将改变,例如分别从VSpa(on)和VSpb(on)变为VSpa(off)和VSpb(off),并且各个变化量“VSpa(off)-VSpa(on)”和“VSpb(off)-VSpb(on)”将互不相同。
根据一个实施例,SPa(p,q)和SPb(p,q)存储电容反电极的电压变化在量上相等,方向上相反。
根据一个实施例,SPa(p,q)和SPb(p,q)的存储电容反电极的电压是彼此有180°相位差的振荡电压。振荡电压可以是矩形波、正弦波或三角波。
根据一个实施例,SPa(p,q)和SPb(p,q)的存储电容反电极的振荡电压每个具有近似等于一个水平扫描周期的周期。
根据一个实施例,SPa(p,q)和SPb(p,q)的存储电容反电极的振荡电压每个具有短于一个水平扫描周期的周期。
根据一个实施例,如果在周期内平均,SPa(p,q)和SPb(p,q)的存储电容反电极的振荡电压在任何水平扫描周期中近似相等。
根据一个实施例,振荡周期是一个水平扫描周期的一半。
根据一个实施例,振荡电压是占空比为1∶1的矩形波。
根据一个实施例,SPa(p,q)和SPb(p,q)具有不同的面积,小的面积属于具有施加到其液晶层上的较大方均根电压的SPa(p,q)或SPb(p,q)。
根据一个实施例,SPa(p,q)和SPb(p,q)的面积实际上相等。
本发明的第三方面提供了一种液晶显示器,其包括:大量象素,每个象素具有液晶层和大量用于给液晶层施加电压的电极,电极呈行列矩阵分布,其特征在于:大量象素的每一个具有可以给液晶层施加互不相同的电压的第一子象素和第二子象素,在特定灰度下第一子象素具有高于第二子象素的亮度;第一子象素和第二子象素每个包括:由反电极和经液晶层与反电极相对的子象素电极形成的液晶电容,和由电连接到子象素电极上的存储电容电极、绝缘层和经绝缘层与存储电容电极相对的存储电容反电极形成的存储电容;反电极为由第一子象素和第二子象素共享的单电极,第一子象素和第二子象素的存储电容反电极彼此电绝缘;大量象素任一个中的第一子象素的存储电容反电极与列方向上任何象素相邻的一个象素的第二子象素的存储电容反电极彼此电绝缘。
根据一个实施例,任何象素的第一子象素分布成与列方向上任何象素的相邻象素的第二子象素相邻。
根据一个实施例,在多个象素的每个中,第一子象素分布成在列方向上与第二子象素相邻。
根据一个实施例,液晶显示器包括彼此电绝缘的大量存储电容柱,其特征在于每个存储电容柱经存储电容线电连接到大量象素中的第一子象素和第二子象素的任意存储电容反电极上。
根据一个实施例,大量存储电容柱(trunk)中彼此电绝缘的存储电容柱的数量为L,由每个存储电容柱供给的存储电容反电压为振荡电压,振荡周期为水平扫描周期的L倍。
根据一个实施例,彼此电绝缘的大量存储电容柱为,组成成对存储电容柱的偶数个存储电容柱,供给彼此有180°相位差的振荡的存储电容反电压。
根据一个实施例,彼此电绝缘的存储电容柱的数量比通过CR时间常数划分一个水平扫描周期获得的份额大8倍,其中CR时间常数接近存储电容线的最大负载阻抗。
根据一个实施例,彼此电绝缘的存储电容柱的数量比通过CR时间常数划分一个水平扫描周期获得的份额大8倍,并且为偶数,其中CR时间常数接近存储电容线的最大负载阻抗。
根据一个实施例,大量的存储电容柱包括彼此电绝缘的第一存储电容柱和第二存储电容柱;以及如果连接到位于任意列与大量象素形成的行中指定行n交叉处的象素的第一子象素的存储电容反电极的存储电容线设为CSBL_A_n,如果连接到第二子象素的存储电容反电极上的存储电容线设为CSBL_B_n,并且如果k为自然数(包括0),则CSBL_A_n+k就连接到第一存储电容柱上,而CSBL_B_n就连接到第二存储电容柱上。
根据一个实施例,分别通过第一和第二存储电容柱供给的第一和第二存储电容反电压的振荡周期是水平扫描周期的两倍。
根据一个实施例,第二存储电容反电压比第一存储电容反电压滞后一个水平扫描周期的相位差。
根据一个实施例,液晶显示器包括两个分别为第一子象素和第二子象素设置的开关元件,其特征在于这两个开关元件通过供给公共扫描线的扫描线信号电压开和关;当这两个开关元件开启时,显示信号电压从公共信号线施加到第一子象素和第二子象素的各自子象素电极和存储电容电极上;当这两个开关元件关闭后,第一子象素和第二子象素的各自存储电容反电极的电压就改变;以及如果Td表示这两个开关元件关闭后第一存储电容反电压在第一时间改变所需的时间,则Td大于0个水平扫描周期而小于一个水平扫描周期。
根据一个实施例,Td近似等于水平扫描周期的0.5倍。
根据一个实施例,大量存储电容柱包括彼此电绝缘的第一存储电容柱、第二存储电容柱、第三存储电容柱和第四存储电容柱;并且如果连接到位于任意列与大量象素形成的行中指定行n交叉处的象素的第一子象素存储电容反电极的存储电容线设为CSBL_A_n,如果连接到第二子象素存储电容反电极的存储电容线设为CSBL_B_n,并且如果k为自然数(包括0),则CSBL_A_n+4*k和CSBL_B_n+2+4*k就连接到第一存储电容柱上,CSBL_B_n+4*k和CSBL_A_n+2+4*k就连接到第二存储电容柱上,CSBL_A_n+1+4*k和CSBL_B_n+3+4*k就连接到第三存储电容柱上,CSBL_B_n+1+4*k和CSBL_A_n+3+4*k就连接到第四存储电容柱上。
根据一个实施例,分别通过第一至第四存储电容柱供给的第一至第四存储电容反电压的振荡周期均为水平扫描周期的4倍。
根据一个实施例,第二存储电容反电压比第一存储电容反电压滞后两个水平扫描周期的相位差,第三存储电容反电压比第一存储电容反电压滞后三个水平扫描周期的相位差,第四存储电容反电压比第一存储电容反电压滞后一个水平扫描周期的相位差。
根据一个实施例,液晶显示器包括两个分别为第一子象素和第二子象素设置的开关元件,其特征在于这两个开关元件通过供给公共扫描线的扫描线信号电压开和关;当这两个开关元件开启时,显示信号电压从公共信号线施加到第一子象素和第二子象素的各个子象素电极以及存储电容电极上;两个开关元件关闭时,第一子象素和第二子象素的各个存储电容反电极的电压改变;以及如果Td表示两个开关元件关闭后第一存储电容反电压在第一时间改变所需的时间,则Td大于0个水平扫描周期而小于两个水平扫描周期。
根据一个实施例,Td近似等于一个水平扫描周期。
根据一个实施例,大量存储电容柱包括彼此电绝缘的第一存储电容柱、第二存储电容柱、第三存储电容柱、第四存储电容柱、第五存储电容柱和第六存储电容柱;并且如果连接到位于任意列与大量象素形成的行中指定行n交叉处的象素的第一子象素存储电容反电极的存储电容线设为CSBL_A_n,如果连接到第二子象素存储电容反电极的存储电容线设为CSBL_B_n,并且如果k为自然数(包括0),则CSBL_A_n+3*k就连接到第一存储电容柱上,CSBL_B_n+3*k就连接到第二存储电容柱上,CSBL_A_n+1+3*k就连接到第三存储电容柱上,CSBL_B_n+1+3*k就连接到第四存储电容柱上,CSBL_A_n+2+3*k就连接到第五存储电容柱上,CSBL_B_n+2+3*k就连接到第六存储电容柱上。
根据一个实施例,分别通过第一至第六存储电容柱供给的第一至第六存储电容反电压的振荡周期均为水平扫描周期的6倍。
根据一个实施例,大量存储电容柱包括彼此电绝缘的第一存储电容柱、第二存储电容柱、第三存储电容柱、第四存储电容柱、第五存储电容柱、第六存储电容柱、…第(L-3)存储电容柱、第(L-2)存储电容柱、第(L-1)存储电容柱和第L存储电容柱等总共L个存储电容柱;并且当电绝缘的存储电容柱的数量L的1/2为奇数时,即当L=2、6、10、…等时,如果连接到位于任意列与大量象素形成的行中指定行n交叉处的象素的第一子象素存储电容反电极的存储电容线设为CSBL_A_n,如果连接到第二子象素存储电容反电极的存储电容线设为CSBL_B_n,并且如果k为自然数(包括0),则CSBL_A_n+(L/2)*k就连接到第一存储电容柱上,CSBL_B_n+(L/2)*k就连接到第二存储电容柱上,CSBL_A_n+1+(L/2)*k就连接到第三存储电容柱上,CSBL_B_n+1+(L/2)*k就连接到第四存储电容柱上,CSBL_A_n+2+(L/2)*k就连接到第五存储电容柱上,CSBL_B_n+2+(L/2)*k就连接到第六存储电容柱上,CSBL_A_n+(L/2)-2+(L/2)*k就连接到第(L-3)存储电容柱上,CSBL_B_n+(L/2)-2+(L/2)*k就连接到第(L-2)存储电容柱上,CSBL_A_n+(L/2)-1+(L/2)*k就连接到第(L-1)存储电容柱上,CSBL_B_n+(L/2)-1+(L/2)*k就连接到第L存储电容柱上。
根据一个实施例,分别通过第一至第L存储电容柱供给的第一至第L存储电容反电压的振荡周期均为水平扫描周期的L倍。
根据一个实施例,大量存储电容柱包括彼此电绝缘的第一存储电容柱、第二存储电容柱、第三存储电容柱、第四存储电容柱、第五存储电容柱、第六存储电容柱、第七存储电容柱和第八存储电容柱;并且如果连接到位于任意列与大量象素形成的行中指定行n交叉处的象素的第一子象素存储电容反电极的存储电容线设为CSBL_A_n,如果连接到第二子象素存储电容反电极的存储电容线设为CSBL_B_n,并且如果k为自然数(包括0),则CSBL_A_n+8*k和CSBL_B_n+4+8*k就连接到第一存储电容柱上,CSBL_B_n+8*k和CSBL_A_n+4+8*k就连接到第二存储电容柱上,CSBL_A_n+1+8*k和CSBL_B_n+5+8*k就连接到第三存储电容柱上,CSBL_B_n+1+8*k和CSBL_A_n+5+8*k就连接到第四存储电容柱上,CSBL_A_n+2+8*k和CSBL_B_n+6+8*k就连接到第五存储电容柱上,CSBL_B_n+2+8*k和CSBL_A_n+6+8*k就连接到第六存储电容柱上,CSBL_A_n+3+8*k和CSBL_B_n+7+8*k就连接到第七存储电容柱上,CSBL_B_n+3+8*k和CSBL_A_n+7+8*k就连接到第八存储电容柱上。
根据一个实施例,分别通过第一至第八存储电容柱供给的第一至第八存储电容反电压的振荡周期均为水平扫描周期的8倍。
根据一个实施例,大量存储电容柱包括彼此电绝缘的第一存储电容柱、第二存储电容柱、第三存储电容柱、第四存储电容柱、第五存储电容柱、第六存储电容柱、第七存储电容柱、第八存储电容柱、…第(L-3)存储电容柱、第(L-2)存储电容柱、第(L-1)存储电容柱和第L存储电容柱等总共L个存储电容柱;以及当电绝缘的存储电容柱的数量L的1/2为偶数时,即当L=4、8、12、…等时,如果连接到位于行列矩阵中任意列与大量象素形成的行中指定行n交叉处的象素的第一子象素存储电容反电极的存储电容线设为CSBL_A_n,如果连接到第二子象素存储电容反电极的存储电容线设为CSBL_B_n,并且如果k为自然数(包括0),则CSBL_A_n+L*k和CSBL_B_n+(L/2)+L*k就连接到第一存储电容柱上,CSBL_B_n+L*k和CSBL_A_n+(L/2)+L*k就连接到第二存储电容柱上,CSBL_A_n+1+L*k和CSBL_B-n+(L/2)+1+L*k就连接到第三存储电容柱上,CSBL_B_n+1+L*k和CSBL_A_n+(L/2)+1+L*k就连接到第四存储电容柱上,CSBL_A_n+2+L*k和CSBL_B_n+(L/2)+2+L*k就连接到第五存储电容柱上,CSBL_B_n+2+L*k和CSBL_A_n+(L/2)+2+L*k就连接到第六存储电容柱,CSBL_A_n+3+L*k和CSBL_B_n+(L/2)+3+L*k就连接到第七存储电容柱上,CSBL_B_n+3+L*k和CSBL_A_n+(L/2)+3+L*k就连接到第八存储电容柱上,CSBL_A_n+(L/2)-2+L*k和CSBL_B_n+L-2+L*k就连接到第(L-3)存储电容柱上,CSBL_B_n+(L/2)-2+L*k和CSBL_A_n+L-2+L*k就连接到第(L-2)存储电容柱上,CSBL_A_n+(L/2)-1+L*k和CSBL_B_n+L-1+L*k就连接到第(L-1)存储电容柱上,以及CSBL_B_n+(L/2)-1+L*k和CSBL_A_n+L-1+L*k就连接到第L存储电容柱上。
根据一个实施例,分别通过第一至第L存储电容柱供给的第一至第L存储电容反电压的振荡周期均为水平扫描周期的L倍。
本发明的第四方面提供了一种液晶显示器,其包括大量象素,每个象素具有液晶层和用于对液晶层施加电压的以行列矩阵分布的大量电极,其特征在于大量象素的每一个具有可以对液晶层施加互不相同的电压的第一子象素和第二子象素;此处在特定灰度下第一子象素具有高于第二子象素的亮度;第一子象素和第二子象素每个包括:由反电极和经液晶层与反电极相对的子象素电极形成的液晶电容,和由电连接到子象素电极上的存储电容电极、绝缘层和经绝缘层与存储电容电极相对的存储电容反电极形成的存储电容;反电极为由第一子象素和第二子象素共享的单电极,第一子象素和第二子象素的存储电容反电极彼此电绝缘;液晶显示器还包括大量彼此电绝缘的存储电容柱,每个存储电容柱经存储电容线电连接到大量象素中第一子象素和第二子象素的任意存储电容反电极上,列方向上两个相邻象素之一的第一子象素的存储电容反电极连接到与另一个的第二子象素的存储电容反电极等电位的存储电容线上;并且大量存储电容柱中彼此电绝缘的存储电容柱的数量为L或更大(L为偶数),由每个存储电容柱供给的存储电容反电压为振荡电压,振荡周期为水平扫描周期的2*K*L(K为正整数)倍。
根据一个实施例,如果连接到位于任意列和大量行列矩阵分布的象素形成的行中指定行年交叉处的象素的第一子象素的存储电容反电极的存储电容线设为CSBL_(n)A,连接到第二子象素的存储电容反电极的存储电容线设为CSBL_(n)B,连接到L个电绝缘的存储电容柱的CS总线满足下列关系:
CSBL_(p+2*(1-1))B,(p+2*(1-1))+1)A,
CSBL_(p+2*(2-1))B,(p+2*(2-1))+1)A,
CSBL_(p+2*(3-1))B,(p+2*(3-1))+1)A,
…
CSBL_(p+2*(K-1))B,(p+2*(K-1))+1)A,和
CSBL_(p+2*(1-1)+K*L+1)B,(p+2*(1-1))+K*L+2)A,
CSBL_(p+2*(2-1)+K*L+1)B,(p+2*(2-1))+K*L+2)A,
CSBL_(p+2*(3-1)+K*L+1)B,(p+2*(3-1))+K*L+2)A,
…
CSBL_(p+2*(K-1)+K*L+1)B,(p+2*(3-1))+K*L+2)A,
或
CSBL_(p+2*(1-1)+1)B,(p+2*(1-1)+2)A,
CSBL_(p+2*(2-1)+1)B,(p+2*(2-1)+2)A,
CSBL_(p+2*(3-1)+1)B,(p+2*(3-1)+2)A,
…
CSBL_(p+2*(K-1)+1)B,(p+2*(K-1)+2)A,
和
CSBL_(p+2*(1-1)+K*L)B,(p+2*(1-1)+K*L+1)A,
CSBL_(p+2*(2-1)+K*L)B,(p+2*(2-1)+K*L+1)A,
CSBL_(p+2*(3-1)+K*L)B,(p+2*(3-1)+K*L+1)A,
…
CSBL_(p+2*(K-1)+K*L)B,(p+2*(K-1)+K*L+1)A,
此处,p=1、3、5等,或p=0、2、4等。
根据一个实施例,K为1或2,L为6、8、10和12中的任意一个。
根据一个实施例,优选存储电容线置于列方向上两个相邻的象素之间。
根据一个实施例,液晶显示器包括:两个分别为第一子象素和第二子象素配置的开关元件;和共同连接到两个开关元件上的扫描线,其特征在于公共扫描线置于第一子象素和第二子象素之间。
根据一个实施例,大量存储电容柱为组成成对存储电容柱的偶数个存储电容柱,供给存储电容反电压,反电压的振荡彼此有180°的相位差。
根据一个实施例,在列方向的任何两个相邻象素中,一个象素的第一子象素的存储电容反电极与另一个象素的第二子象素的存储电容反电极连接到公共存储电容线上
根据一个实施例,存储电容反电压的占空比均为1∶1。
根据一个实施例,任意象素中的第一子象素布置成与列方向上任意象素相邻的象素的第二子象素相邻,并且在大量象素的每一个中,第一子象素布置成与列方向上的第二子象素相邻。
根据一个实施例,第一子象素和第二子象素面积近似相等。
根据一个实施例,第二子象素的面积大于第一子象素的面积。
本发明的第一方面可以减小液晶显示器中γ特性的视角依赖性。特别是,可以通过改善有宽视角的液晶显示器如MAV或ASV液晶显示器的γ特性来实现极高的显示质量。
本发明的第二方面可以减少由交流电驱动的液晶显示器上的闪烁。通过合并本发明的第一方面和第二方面,可以提供一种减少了闪烁、提高了γ特性的视角特性以及高显示质量的液晶显示器。
本发明的第三方面可以根据第二方面增大施加到液晶显示器中存储电容反电极的电压(振荡电压)的振荡周期。因而,可以提供一种这样的液晶显示器,该显示器适于通过将一个象素划分为两个或更多个子象素并以不同的亮度水平对子象素照明而改善较大或较高分辨率的液晶显示器的视角特性。
本发明的第四方面除了与第三方面一样能够增大施加到存储电容反电极的电压(振荡电压)的振荡周期,还可以利用公共存储电容线(CS总线)对列方向上相邻象素的子象素供给振荡电压。因此,如果存储电容线置于列方向上的相邻象素之间,也可以用作黑色矩阵(BM)。因而,第四方面具有能够增大象素孔径比的优点,它可以省去第三方面的液晶显示器情形中需要单独提供的黑色矩阵,并且比第三方面减少了CS总线的数量。
附图简述
图1是根据本发明第一方面实施例的液晶显示器100的象素结构示意图;
图2A~2C是根据本发明实施例的液晶显示器的结构示意图;
图3A~3C是表示常规液晶显示器100’的结构示意图;
图4A~4C是MVA液晶显示器的显示特性简图,其中图4A是透射率与施加电压的关系曲线,图4B是关于白模式下透射率规一化后的图4A的透视率图,图4C是表示γ特性的简图;
图5A~5D是表示施加到通过划分象素得到的子象素的液晶层的电压的状态A~D的简图;
图6A~6B是表示在图5所示电压状态A~D下获得的γ特性曲线,其中图6A表示右侧60°的视角γ特性,图6B是表示右上侧60°的视角γ特性;
图7是表示在电压状态A~D下获得的白模式透射率(正视)曲线;
图8A~8B是表示根据本发明实施例在电压状态C下子象素之间的面积比与γ特性的曲线,其中图8A表示右侧60°的视角γ特性,图8B是表示右上侧60°的视角γ特性;
图9是根据本发明实施例在电压状态C下白模式透射率(正视)和子象素面积比之间的关系曲线;
图10A~10B是表示根据本发明实施例在电压状态B下子象素的γ特性的曲线,其中图10A表示右侧60°的视角γ特性,图10B是表示右上侧60°的视角γ特性;
图11是表示根据本发明实施例在电压状态B下白模式透射率与子象素数之间的关系曲线;
图12是根据本发明另一实施例的液晶显示器200的象素结构示意图;
图13是表示液晶显示器200的象素的等效电路简图;
图14是用于驱动液晶显示器200的各种电压波形(a)-(f)的简图;
图15是液晶显示器200中施加到子象素的液晶层的电压之间的关系简图;
图16A~16B是表示液晶显示器200的γ特性简图,其中图16A表示右侧60°的视角γ特性,图16B是表示右上侧60°的视角γ特性;
图17是表示根据本发明第二方面的液晶显示器的象素分布示意图;
图18是用于驱动具有图17所示结构的液晶显示器的各种电压(信号)波形(a)-(j)的简图;
图19是表示根据本发明另一实施例的液晶显示器的象素分布示意图;
图20是用于驱动具有图19所示结构的液晶显示器的各种电压(信号)波形(a)-(j)的简图;
图21A是根据本发明另一实施例的液晶显示器的象素分布示意图,图21B是表示存储电容线和存储电容电极的布局的示意图;
图22是根据本发明第二方面的液晶显示器的特定区域的等效电路简图;
图23A是表示就栅极总线的电压波形而言施加到CS总线的振荡电压的振荡周期和相位简图,还表示图22中所示液晶显示器的子象素电极的电压;
图23B是表示就栅极总线的电压波形而言供给CS总线的振荡电压的振荡周期和相位,并表示图22中所示液晶显示器中的子象素的电压(施加到液晶层的电压具有与图23A相反的极性)
图24A是表示图22中所示液晶显示器的驱动状态示意图(此处采用图23A所示的电压);
图24B是表示图22中所示液晶显示器的驱动状态示意图(此处采用图23B所示的电压);
图25A是表示根据本发明第二方面的实施例用于供给液晶显示器中CS总线的振荡电压的结构示意图,图25B是表示接近液晶显示器电负载阻抗的等效电路;
图26表示子象素电极没有CS电压波形钝头的振荡电压波形(a)~(e);
图27表示子象素电极没有对应于“0.2H”CR时间常数的CS电压波形钝头的振荡电压波形(a)~(e);
图28是表示基于图26和27中波形算出的振荡电压平均值和有效值与CS总线电压的振荡周期的关系曲线;
图29是根据本发明第三方面实施例的液晶显示器的等效电压示意图;
图30A是表示就栅极总线的电压波形而言供给CS总线的振荡电压的振荡周期和相位,并表示图29所示液晶显示器中的子象素的电压;
图30B是表示就栅极总线的电压波形而言供给CS总线的振荡电压的振荡周期和相位,并表示图22中所示液晶显示器中的子象素的电压(施加到液晶层的电压具有与图30A相反的极性)
图31A是表示图29中所示液晶显示器的驱动状态简图(此处采用图30A所示的电压);
图31B是表示图29中所示液晶显示器的驱动状态简图(此处采用图30B所示的电压);
图32是根据本发明第三方面实施例的液晶显示器的等效电压示意图;
图33A是表示就栅极总线的电压波形而言供给CS总线的振荡电压的振荡周期和相位,并表示图32所示液晶显示器中的子象素的电压;
图33B是表示就栅极总线的电压波形而言供给CS总线的振荡电压的振荡周期和相位,并表示图32中所示液晶显示器中的子象素的电压(施加到液晶层的电压具有与图33A相反的极性);
图34A是表示图32中所示液晶显示器的驱动状态简图(此处采用图33A所示的电压);
图34B是表示图32中所示液晶显示器的驱动状态简图(此处采用图33B所示的电压);
图35A表示根据本发明第三方面实施例的液晶显示器中CS总线以及象素间黑色矩阵的轮廓示意图,图35B是表示还用作本发明第四方面实施例的液晶显示器中象素间黑色矩阵的CS总线轮廓;
图36A是表示根据本发明第四方面实施例的液晶显示器的驱动状态简图;
图36B是表示根据本发明第四方面实施例的液晶显示器的驱动状态简图,其中施加到液晶层的电场与图33A中所示驱动状态的方向相反;
图37是表示根据本发明第四方面实施例的液晶显示器的矩阵结构(CS总线的连接图案)示意`图;
图38是表示图37所示液晶显示器的驱动信号波形示意图;
图39是表示根据本发明第四方面另一实施例的液晶显示器的矩阵结构(CS总线的连接图案)示意图;
图40是表示图39所示液晶显示器的驱动信号波形的示意图;
图41是表示根据本发明第四方面另一实施例的液晶显示器的矩阵结构(CS总线的连接图案)示意图;
图42是表示图41所示液晶显示器的驱动信号波形的示意图;
图43是表示根据本发明第四方面另一实施例的液晶显示器的矩阵结构(CS总线的连接图案)示意图;
图44是表示图43所示液晶显示器的驱动信号波形的示意图;
图45是表示根据本发明第四方面另一实施例的液晶显示器的矩阵结构(CS总线的连接图案)示意图;
图46是表示图45所示液晶显示器的驱动信号波形的示意图;
图47是表示根据本发明第四方面另一实施例的液晶显示器的矩阵结构(CS总线的连接图案)示意图;
图48是表示图47所示液晶显示器的驱动信号波形的示意图;
图49是表示根据本发明第四方面另一实施例的液晶显示器的矩阵结构(CS总线的连接图案)示意图;
图50是表示图49所示液晶显示器的驱动信号波形的示意图
优选实施例的详细描述
下面参考附图描述本发明第一方面实施例中的液晶显示器的结构和操作。
首先参见图1、2A、2B和2C。图1是表示根据本发明实施例的液晶显示器100的象素中电极分布的示意图。图2A是液晶显示器100的总体结构示意图,图2B是象素中电极结构的示意图,图2C是图2B中沿2C-2C’的截面图。出于参考的目的,图3A、3B和3C分别表示常规液晶显示器100’的象素中电极分布、电极结构和沿3C-3C’的截面图。
根据本实施例的液晶显示器100以常黑模式工作,并且包括大量象素,每个象素具有液晶层和用于对液晶层施加电压的大量电极。虽然此处以TFT液晶显示器为例,但也可以用其它开关元件(如MIM元件)代替。
液晶显示器100具有大量以矩阵分布的象素10。大量象素10的每一个有液晶层13。另外,象素具有自己的象素电极18和反电极17,以向液晶层13施加电压。典型地,反电极17是对所有象素10公用的单电极。
在根据本实施例的液晶显示器100中,大量象素10的每一个具有可以施加互不相同的电压的第一子象素10a和第二子象素10b,如图1所示。
当显示满足0≤gk≤gn(此处,gk和gn为不小于零的整数,并且较大的gk值对应于较高的亮度)的灰度时,大量象素的每一个以至少在0<gk≤n-1的范围内满足ΔV12(gk)>0V和ΔV12(gk)》ΔV12(gk+1)的方式驱动,其中,ΔV12(gk)=V1(gk)-V2(gk)是施加到第一子象素10a液晶层的方均根电压V1(gk)和施加到第二子象素10部的液晶层的方均根电压V2(gk)之差。
每个象素10拥有的子象素数量(有时称作象素划分的数量)不限于二。每个象素10还可以有第三子象素(未示出),对其施加不同于第一子象素10a和第二子象素10b的电压。在该情况下,象素构造成如果假设ΔV13=V1(gk)-V3(gk),此处V3(gk)为对第三子象素的液晶层施加的方均根电压,并且ΔV13(gk)为施加给第一子象素的液晶层的方均根电压与施加给第三子象素液晶层的方均根电压之差,则满足0V<ΔV13(gk)<ΔV12(gk)
优选施加到子象素液晶层的方均根电压至少在0<gk≤n-1的范围内满足关系ΔV12(gk)>ΔV12(gk+1)。因而,优选灰度水平变得越高,施加到第一子象素10a和第二子象素10b液晶层的方均根电压之差变得越小。换言之,优选随着灰度水平变低(接近黑色),施加到第一子象素10a和第二子象素10b液晶层的方均根电压之差变得越大。另外,如果每个象素有第三子象素,则优选至少在0<gk≤n-1的范围内满足关系ΔV12(gk)>ΔV12(gk+1)和ΔV13(gk)>ΔV13(gk+1)。
第一子象素10a的面积等于或小于第二子象素10b的面积。如果大量象素的每一个有三个或更多的子象素,则优选被施加最高方均根电压的子象素的面积(在此情况下是第一子象素)不大于被施加最低方均根电压的子象素(在此情况下是第二子象素)面积。具体地说,如果每个象素10有大量的子象素SP1、SP2、...、和SPn,并且施加到液晶层的方均根电压为V1(gk)、V2(gk)、...和Vn(gk),则优选满足V1(gk)>V2(gk)>...>Vn(gk)。另外,如果子象素的面积为SSP1、SSP2、...和SSPn,则优选满足SSP1≤SSP2≤...≤SSPn。
至少如果对于除了最高灰度和最低灰度的所有灰度(即,在0<gk≤n-1的范围内)满足V1(gk)>V2(gk)>...>Vn(gk),则可以实现本发明。但是,也可以实施一种对所有灰度(即,在0≤gk≤n的范围内)满足该关系式的结构。
通过这种方式,如果每个象素被分成大量的子象素,并且对子象素的液晶层施加不同的电压,则获得不同γ特性的混合,因而,可以减小γ特性的视角依赖性。另外,因为较低灰度的方均根电压差设置得较大,所以在常黑模式的黑侧(低亮度水平处)γ特性的视角依赖性大大减小。这在提高显示质量方面非常有效。
可以用不同的结构以满足上述关系式的方式对子象素10a和10b的液晶层施加方均根电压。
例如,液晶显示器100可以如图1所示构成。具体地说,在常规液晶显示器100’中,象素10仅有一个象素电极18经TFT 16连接到信号线14上,而液晶显示器100有两个子象素电极18a和18b分别经TFT 16a和16b连接到不同的信号线14a和14b上。
因为子象素10a和10b组成一个象素10,所以TFT16a和16b的栅极连接到公共扫描线(栅极线)12上,并通过公共扫描信号开和关。对信号线(源极总线)14a和14b供给满足上述关系的信号电压(灰度电压)。优选TFT16a和16b的栅极构造成公共栅极。
或者,在第一子象素和第二子象素每个包括由电连接到子象素电极的存储电容电极、绝缘层和经绝缘层与存储电容电极相对的存储电容反电极形成的存储电容的结构中(后面描述),优选提供彼此电绝缘的第一子象素和第二子象素的存储电容反电极,并且通过改变供给存储电容反电极的电压(称作存储电容反电极电压)来改变施加到第一子象素液晶层的方均根电压和施加到第二子象素液晶层的方均根电压。通过调节存储电容的值和供给存储电容反电极的电压大小,可以控制施加到子象素液晶层的方均根电压的大小。
在此结构中,因为不需要对子象素电极18a和18b施加不同的信号电压,所以TFT三16a和16b可以连接到公共信号线上,并且可以对它们供给相同的信号电压。因此,信号线的数量在图3所示常规液晶显示器100’的情况下相同,并且可以利用与常规液晶显示器100’有相同结构的信号线驱动电路。当然,因为TFT三16a和16b连接到同一扫描线上,所以优选与上述实例的情况一样,共享公共栅极。
优选本发明应用到采用垂直排列的液晶层的液晶显示器,其中液晶层包含具有负介电各向异性的向列相液晶材料。特别是,优选每个子象素的液晶层包含四个在方位角方向分开大约90°的畴,当施加电压时液晶分子就倾斜(MVA)。或者,每个子象素的液晶层在施加电压时维持轴向对称地排列(ASM)。
下面对于MVA液晶显示器100更详细地描述本发明的实施例,其中每个子象素的液晶层包含四个在方位角方向分开大约90°的畴,当施加电压时液晶分子就倾斜。
如图2A所示,MVA液晶显示器100包括液晶板10A、安装在液晶板10A两侧的相位差补偿元件(典型地为相位差补偿板)20a和20b、将补偿板夹在中间的偏振片30a和30b、以及背光组件40。偏振片30a和30b的透射轴(也称作偏振轴)彼此正交(尼科尔分布),以至于对液晶板10A的液晶层(未示出)不施加电压(垂直排列状态)时显黑。提供相位差补偿元件20a和20b以改善液晶显示器的视角特性,并利用已知技术优化设计。具体地说,已经优化(gk=0)为将正面观察和以任意方位角斜视时的亮度(黑色水平)差减为最小。当以这种方式优化相位差补偿元件20a和20b时,本发明可以产生更大的视场效应。
实际上,在基底11a上形成公共扫描线12、信号线14a和14b以及TFT16a和16b(见图1),以分别在预定时间对子象素电极18a和18b施加预定的信号电压。另外,根据需要形成电路等以驱动这些元件。此外,根据需要在另一个基底11b上设置彩色滤光片等。
下面参考图2A~2C描述MVA液晶显示器100中的象素结构。例如在日本待公开专利申请JP11-242225中描述了MVA液晶显示器的结构和工作。
如参考图1所述,MVA液晶显示器100中的象素10有两个子象素10a和10b,子象素中的子象素10a具有子象素电极18a,子象素10b具有子象素电极18b。如图2C所示,形成在玻璃基底11a上的子象素电极18a(和子象素电极18b(未示出))具有狭缝18s,并与放置成与子象素电极18a隔液晶层13相对的反电极17一起形成倾斜电场。另外,在玻璃基底11b的安置了反电极17的表面上设置凸向液晶层13的肋19。液晶层13由具有负介电各向异性的向列相液晶材料制成。不施加电压时,其通过覆盖反电极17、肋19和子象素电极18a和18b的垂直排列膜(未示出)近乎垂直地排列。垂直排列的液晶分子通过肋19表面(倾斜面)和倾斜电场在预定的方向上安稳地铺设。
如图2C所示,肋19以形成一角度的方式向其中心倾斜。液晶分子近乎垂直于倾斜面地排列。因而,肋19决定液晶分子的倾角(由基底表面与液晶分子的长轴形成的角度)分布。狭缝18s规律地改变施加到液晶层的电场的方向。因此,当施加电场时,液晶分子通过肋19和狭缝18在图中箭头所示的四个方向---右上、左上、左下和右下---排列,提供垂直和水平对称的、良好的视角特性。液晶板10A的矩形显示表面以其较长的尺度水平放置和偏振片30a的透射轴平行于较长尺度放置来典型地取向。另一方面,象素10以其较长尺度正交于液晶板10A的较长尺度来典型地取向,如图2B所示。
优选,如图2B所示,第一子象素10a和第二子象素10b的面积实际上相等,每个子象素包含在第一方向延伸的第一肋和在第二方向上延伸的第二肋,每个子象素中的第一肋和第二肋相对于平行于扫描线12的中心线对称放置,并且其中一个子象素中的肋分布与另一个子象素中的肋分布相对于正交于扫描线12的中心线对称。此种分布导致每个子象素中的液晶分子在四个方向---右上、左上、左下和右下---上分布,并且使得在包含第一子象素和第二子象素的整个象素中液晶畴的面积实际上相等,提供垂直和水平对称以及良好的视角特性。另外,优选在每个子象素中平行于公共扫描线的中心线以近似等于扫描线阵列间距一半的间隔放置。
接下来,对根据本发明实施例的液晶显示器100的工作及显示特性进行描述。
首先,参见图4,对与图3所示常规液晶显示器100’有相同电极结构的MVA液晶显示器的显示特性给予描述。顺便说一下,对根据本发明实施例的液晶显示器100中子象素10a和10b(即子象素电极18a和18b)的液晶层施加相同方均根电压所获得的显示特性近似等于常规液晶显示器的显示特性。
图4A是从前侧(N1)、右侧60°(L1)和从右上60°(LU1)观看显示时的透射率与施加电压的依赖关系。图4B是以应用最高灰度电压(显示白色所需的电压)获得的透射率为100%规一化之后图4A中所示的三个透射率曲线。其表示三种条件下:正视状态(N2)、右侧60°(L2)和从右上60°(LU2)规一化的透射率与施加电压的关系:正视状态(N2)、右侧60°(L2)和从右上60°(LU2)。顺便说一下,“60°”是指与显示表面法线夹60°的角。
从图4B可以看出,正视的显示特性不同于右侧60°和右上侧60°的显示特性。这表明γ特性依赖于观察方向。
图4C更清晰地表示γ特性的差异。为了清晰地表示γ特性的差异,水平轴代表(正视规一化的透射率/100)^(1/2.2),而竖直轴代表N3、L3和LU3状态下的灰度特性:正视灰度特性=(正视规一化的透射率/100)^(1/2.2),右侧60°视角灰度特性=(右侧60°规一化的透射率/100)^(1/2.2),右上侧60°视角灰度特性=(右上侧60°规一化的透射率/100)^(1/2.2),此处“-”表示指数,指数的倒数对应于γ值。在典型的液晶显示器中,正视灰度特性的γ值设为2.2。
参见图4C,在正视状态(N3)下横坐标值与纵坐标值重合,因而此状态(N3)下的灰度特性为线性。另一方面,右侧60°视角灰度特性(L3)和右上侧60°视角灰度特性(LU3)为曲线。正视状态(N3)下曲线(L3和LU3)与直线的偏差量化地代表γ特性的各个偏差,即灰度显示的偏差(差异)。
本发明旨在减小常黑液晶显示器中的这种偏差。理想的情形是,代表右侧60°视角灰度特性(L3)和右上侧60°视角灰度特性(LU3)的曲线(L3和LU3)与代表正视灰度特性(N3)的直线重合。下面将参考附图评估改善γ特性的效果,其中附图表示γ特性的差异,如同图4C所示的情形。
参见图4B,下面将对本发明如何可以通过在每个象素中设置第一子象素和第二子象素并对子象素的液晶层施加不同的方均根电压来减小γ特性的偏差的主要原理给予描述。假设此处第一子象素和第二子象素具有相同的面积。
对于常规的液晶显示器100’,在由点NA代表正视透射率的电压处,右侧60°视角透射率由点LA表示,其中点LA代表与NA相同电压的右侧60°视角透射率。关于本发明,要获得与点NA相同的正视透射率,可以将第一子象素和第二子象素的正视透射率分别设置在点NB1和NB2。因为点NB2处的正视透射率近似为零,并且第一子象素和第二子象素具有相同的面积,所以NB1处的正视透射率是点NA处正视透射率的两倍。点NB1和NB2之间的方均根电压之差为ΔV12。此外,对于本发明,右侧60°视角透射率由点P代表,其作为分别与点NB1和NB2相同电压处的右侧60°视角透射率LB1和LB2的平均值。
对于根据本发明的液晶显示器,代表右侧60°视角透射率的点P比代表常规液晶显示器100’的右侧60°视角透射率的点LA更接近代表对应的正视透射率的点NA。这意味着γ特性的偏差减小。
从上述可以看出,第二子象素的右侧60°视角透射率(见点LB2)接近零的事实增强了本发明的效果。因而,要增强本发明的效果,优选控制斜视黑屏时透射率的增加。从此观点出发,优选根据需要安装如图2A所示的相位差补偿元件20a和20b,从而控制斜视黑屏时透射率的增加。
根据本发明的液晶显示器100通过对每个象素10中各个子象素10a和10b的两个液晶层施加不同的方均根电压来改善γ特性。这样做时,施加到子象素10a和10b的各个液晶层的方均根电压之差ΔV12(gk)=V1(gk)-V2(gk)设置成满足ΔV12(gk)>0V和ΔV12(gk)≥ΔV12(gk+1)。下面将描述在0<gk≤n的整个范围内满足上述关系的情形。
图5A~5D表示施加到图1所示象素10的第一子象素10a的液晶层的方均根电压V1(gk)和施加到第二子象素10b的液晶层的方均根电压V2(gk)之间的多种关系。
在图5A所示的电压施加状态A下,向两个子像素10a和10b的液晶层施加相同的电压(V1=V2)。因而,ΔV12(gk)=0V。
在图5B所示的电压状态B下,保持关系V1>V2,并且ΔV12为与V1值无关的常数。因而,在电压状态B下,对任何灰度gk满足关系ΔV12(gk)=ΔV12(gk+1)。该实施例采用ΔV12(gk)=1.5V作为典型值,当然,也可以采用其它值。较大的ΔV12(gk)值增强了本发明的效果,但是造成白模式中降低的亮度(透射率)的问题。另外,当ΔV12(gk)的值超过液晶显示器的透射率的阈值电压(即图4B所示的Vth)时,黑模式的亮度(透射率)增加,显示对比度减小,这是个问题。因此,优选的是ΔV12(gk)≤Vth。
在图5C所示的电压状态C下,保持关系V1>V2,并且ΔV12随着V1的增加而减小。因而,在电压状态C下,对任何灰度gk满足关系ΔV12(gk)>ΔV12(gk+1)。
该实施例采用ΔV12(0)=1.5V和ΔV12(n)=0V作为典型值,当然,也可以采用其它值。然而,如上所述,优选的是在斜视期间从显示对比度的设定点起ΔV12(gk)≤Vth,优选的是从白模式中亮度的设定点起ΔV12(n)=0V。
在图5D所示的电压状态D下,保持关系V1>V2,并且ΔV12随V1的增大而增大。因而,在电压状态D下,对任何灰度gk保持ΔV12(gk)<ΔV12(gk+1)。
本实施例采用ΔV12(0)=0V以及ΔV12(n)=1.5V作为典型值。
在根据本发明实施例的液晶显示器100中,对子象素10a和10b的液晶层施加电压,使得将满足电压状态B或电压状态C。顺便说一下,虽然在图5B和图5C中对于所有灰度满足ΔV12(gk)>0,但是在最佳灰度或最高灰度的情况下ΔV12=0均成立。
下面将参考图6描述电压状态A~D下MVA液晶显示器的灰度特性。图6A和6B中的水平轴代表(正视规一化的透射率/100)^(1/2.2),图6A中的竖直轴代表(右侧60°规一化的透射率/100)^(1/2.2),图6B中的竖直轴代表(右上侧60°规一化的透射率/100)^(1/2.2)。图中还示出了代表正视灰度特性的直线一并用于参考。
在电压状态A下,对子象素10a和10b的液晶层施加相同的电压(ΔV12(gk)=0)。如图6A和6B所示,与图4中所示常规液晶显示器一样,γ特性极大地偏离。
电压状态D对减小γ特性的视角依赖性的影响小于电压状态B和C的情形。例如,电压状态D对应于利用日本待公开专利申请JP6-332009中描述的常规容量划分划分的象素的电压状态。虽然在常白模式下对改善视角特性有影响,但对常黑模式下减小γ特性的视角依赖性没有很大的影响。
如上所述,优选电压状态B或C用于减小常黑模式下γ特性的视角依赖性。
接下来,参见图7,对电压状态中白色模式透射率、即施加最高灰度电压时的变化进行描述。
白模式中的透射率在电压状态B和D下自然低于在电压状态A下的情形。电压状态C下白色模式的透射率等于电压状态A下的透射率。在此方面,电压状态C最好是电压状态B和D。因而,考虑到γ特性的视角依赖性以及白模式中的透射率,可以说电压状态C更优越。
接下来描述子象素之间的优选面积比。
根据本发明,如果施加到子象素SP1、SP2、…和SPn的液晶层的方均根电压为V1、V2、…Vn,如果子象素的面积为SSP1、SSP2、…和SSPn,并且如果保持关系V1>V2>…Vn,则优选满足SSP1≤SSPn。后面将有描述。
假设SSP1和SSP2是图1所示象素10中子象素10a和10b的面积。图8比较了电压状态C下面积比(SSP1∶SSP2)=(1∶3)、(1∶2)、(1∶1)、(2∶1)、(3∶1)之间的γ特性。图8A表示右侧视角的γ特性,图8B表示右上侧视角的γ特性。图9表示不同狭縫比的正视透射率。
从图8中可以看出,被施加较高电压的子象素(10a)的面积比的减小对减小γ特性的视角依赖性更有效。
当面积比(SSP1∶SSP2)=(1∶1)时白模式中的透射率取最大值,并随着面积比变得不均匀而降低。这是因为如果面积比变得不均匀,则不再能得到良好的多畴垂直排列,从而减小了第一子象素和第二子象素的面积。这种趋势在具有小象素面积的高分辨率液晶显示器中得到断定。因而,虽然优选面积比为1∶1,但考虑到减小对γ特性的视角依赖性、白模式中的透射率以及液晶显示器的利用等的影响,可以根据需要调节。
接下来将描述象素的划分数。
虽然对于图1所示的液晶显示器100,象素10由两个子象素(10a和10b)组成,但本发明不限于此,子象素的数量可以为三个或更多。
图10比较在三种电压状态下获得的γ特性:象素被分成两个子象素;象素被分成四个子象素;和象素不被划分。图10A表示右侧视角的γ特性,图10B表示右上侧的视角γ特性。图11表示白模式中液晶显示器的对应透射率。象素的面积恒定,并且采用了电压状态B。
从图10中可以看出,子象素数量的增加增大了校正γ特性中的偏差的效果。与不划分象素相比,一个象素被分成两个子象素时的效果尤其得以肯定。当划分的数量从两个上升到四个时,虽然在γ特性的偏差上没有很大的差异,但就与灰度变化有关的偏差的平稳变化而言特性得以改善。但是,从图11中可以看出,白模式中的透射率(正视)随划分数量的增大而下降。尤其在划分的数量从两个增加到四个时下降很大。这种很大下降的主要原因在于每个子象素的面积如上所述地大大减小。比较不划分和划分为二的状态时透射率减小的主要原因在于采用了电压状态B。因而,考虑到对减小γ特性的视角依赖性、白模式中的透射率以及液晶显示器的采用等的影响,可以根据需要调节划分的数量。
从上可以看出,γ特性的偏差、偏差的形状畸变以及γ特性的视角依赖性随象素划分数量的增大而增大。这些效果在比较不划分象素和象素划分为二(两个子象素)的状态时尤为显著。因而,考虑到由子象素数量的增加以及可制造性的下降导致的白模式透射率的下降,优选将一个象素划分为两个子象素。
在图1所示的液晶显示器100中,子象素10a和10b彼此独立地连接到TFT16a和TFT 16b上。TFT 16a和TFT16b的源电极分别连接到信号线14a和14b上。因而,液晶显示器100允许任何方均根电压施加到子象素的每个液晶层上,但要求是图3所示常规液晶显示器100’的信号线14的两倍(信号线14a和14b),还需要两倍之多的信号线驱动电路。
相反,根据本发明另一实施例的液晶显示器200具有与常规液晶显示器100’相同数量的信号线,但可以在类似于上述电压状态C的电压状态下对子象素10a和10b的液晶层施加互不相同的方均根电压。
图12表示根据本发明另一实施例的液晶显示器200的电路结构。具有与图1所示液晶显示器100相同功能的元件采用与对应元件相同的标号并省去描述。
象素10被分成子象素10a和10b,这些子象素分别连接到TFT 16a和TFT16b以及存储电容(CS)22a和22b上。TFT16a和TFT16b的栅电极连接到扫描线12上,源电极连接到公共信号线14上。存储电容22a和22b分别连接到存储电容线(CS总线)24a和24b上。存储电容22a和22b分别由电连接到子象素电极18a和18b上的存储电容、与存储电容线24a和24b电连接的存储电容反电极以及形成于其间的绝缘层(未示出)形成。存储电容22a和22b的存储电容反电极彼此独立,并经存储电容线24a和24b被供以互不相同的存储电容反电压。
接下来,参考附图,对液晶显示器200如何对子象素10a和10b的液晶层施加不同的方均根电压的原理给予描述。
图13表示液晶显示器200的一个象素的等效电路。在等效电路中,子象素10a和10b的液晶层用标号13a和13b表示。由子象素电极18a和18b、液晶层13a和13b以及反电极17(子象素10a和10b共用)形成的液晶电容用Clca和Clcb表示。
假设液晶电容Clca和Clcb具有相同的电容值CLC(V)。CLC(V)的值依赖于施加给子象素10a和10b的液晶层的方均根电压。彼此独立地连接到子象素10a和10b的液晶电容上的存储电容22a和22b由Ccsa和Ccsb表示,并且假设它们的电容值为CCS。
子象素10a的液晶电容Clca和存储电容Ccsa之一的电极连接到TFT 16a的漏电极上以驱动子象素10a。液晶电容Clca的其它电极连接到反电极上,而存储电容Ccsa的另一个电极连接到存储电容线24a上。子象素10b的液晶电容Clcb和存储电容Ccsb两者之一的电极连接到TFT 16b的漏电极上以驱动子象素10b。液晶电容Clcb的另一个电极连接到反电极上,而存储电容Ccsb的另一个电极连接到存储电容线24b上。TFT16a和TFT16b的栅电极连接到扫描线12上,源电极连接到信号线14上。
图14表示用于驱动液晶显示器200的电压应用计时图。
在图14中,波形(a)是信号线14的电压波形Vs,波形(b)是存储电容线24a的电压波形Vcsa,波形(c)是存储电容线24b的电压波形Vcsb,波形(d)是扫描线12的电压波形Vg,波形(e)是子象素10a的子象素电极18a的电压波形V1ca,波形(f)是子象素10b的子象素电极18b的电压波形Vlcb。图中的虚线表示反电极17的电压波形COMMON(Vcom)。
将参照图4描述图3中的等效电路的工作。
在T1时刻,当电压Vg从VgL变到VgH时,TFT16a和TFT16b同时导通,并且电压Vs从信号线14传输到子象素10a和10b的子象素电极18a和18b,导致子象素10a和10b改变。类似的,各个子象素的存储电容Csa和Csb从信号线充电。
在时刻T2,当扫描线12的电压Vg从VgH变为VgL时,TFT16a和TFT16b同时截止。因此,子象素10a和10b以及存储电容Csa和Csb都与信号线14截止。由于TFT 16a和TFT 16b的寄生电容造成的牵引效应,之后,各个子象素的电压Vlca和Vlca即下降近似相同的电压Vd,成为:
Vlca=Vs-Vd
Vlcb=Vs-Vd
此时,各条存储电容线的电压Vcsa和Vcsb为:
Vcsa=Vcom-Vad
Vcsb=Vcom+Vad
在时刻T3,连接到存储电容Csa上的存储电容线24a的电压Vcsa从“Vcom-Vad”变为“Vcom+Vad”,连接到存储电容Csb上的存储电容线24b的电压Vcsb从“Vcom+Vad”改变两倍的Vad至“Vcom-Vad”。存储电容线24a和24b电压改变的结果是,各个子象素的电压Vlca和Vlcb变为:
Vlca=Vs-Vd+2*Kc*Vad
Vlcb=Vs-Vd-2*Kc*Vad
此处,Kc=CCS/(CLC(V)+CCS))
在时刻T4,Vcsa从“Vcom+Vad”变为“Vcom-Vad”,Vcsb从“Vcom-Vad”改变两倍的Vad成为“Vcom+Vad”。因此,Vlca和Vlcb从:
Vlca=Vs-Vd+2*Kc*Vad
Vlcb=Vs-Vd-2*Kc*Vad
变为:
Vlca=Vs-Vd
Vlcb=Vs-Vd
在时刻T5,Vcsa从“Vcom-Vad”改变两倍的Vad,成为“Vcom+Vad”,Vcsb从“Vcom+Vad”改变两倍的Vad成为“Vcom-Vad”。因此,Vlca和Vlcb从:
Vlca=Vs-Vd
Vlcb=Vs-Vd
变为:
Vlca=Vs-Vd+2*Kc*Vad
Vlcb=Vs-Vd-2*Kc*Vad
Vcsa、Vcsb、Vlca和Vlcb在T4和T5时刻以水平写入时间1H的整数倍的间隔更换上述变化。用于更换间隔的整数1、2或3、…可以考虑到液晶显示器的驱动法(极性反转的方法等)和显示条件(闪烁、粒度等)之后按照需要设置。这些更换周期一直重复到象素10被重写到下一时刻,即,直到等于T1的时刻。因此,子象素的电压Vlca和Vlcb的有效值为
Vlca=Vs-Vd+Kc*Vad
Vlcb=Vs-Vd-Kc*Vad
因而,施加到子象素10a和10b的液晶层13a和13b的方均根电压V1和V2为:
V1=Vlca-Vcom
V2=Vlcb-Vcom
结果,
V1=Vs-Vd+Kc*Vad-Vcom
V2=Vs-Vd-Kc*Vad-Vcom
因此,施加到子象素10a和10b的液晶层13a和13b的方均根电压之差ΔV12(=V1-V2)为ΔV12=2*Kc*Vad(此处,Kc=CCS/(CLC(V)+CCS))。这意味着可以施加互不相同的电压。
根据图12至14所示实施例的V1和V2之间的关系示于图15。
从图15中可以看出,在根据本实施例的液晶显示器200中,V1值越小,ΔV12值就越大。这与上述电压状态C下获得的结果类似。ΔV12值依据V1或V2改变的事实归因于液晶电容的电容值CLC(V)。
根据本实施例的液晶显示器200的γ特性示于图16。为了便于比较,在对子象素10a和10b施加相同电压时获得的γ特性也示于图16。从图中可以看出,根据本实施例的液晶显示器中γ特性也得到改善。
如上所述,本发明的实施例可以改善常黑液晶显示器、尤其是MVA液晶显示器的γ特性。但是,本发明不限于此,也可以应用到IPS液晶显示器中。
接下来,对根据本发明第二方面实施例的液晶显示器进行描述。
下面对可以减少液晶显示器上“闪烁”的驱动方法或象素分布(子象素阵列)的优选形式给予描述,在象素分布中,每个象素至少有两个显示中间灰度时亮度彼此不同的子象素。虽然此处以本实施例的液晶显示器的结构和操作作为具有根据本发明第一方面实施例的划分象素结构的液晶显示器实例进行描述,但象素分布产生的效果不受象素划分的限制,并且也可以采用具有另一种象素划分结构的液晶显示器。
首先描述液晶显示器上的“闪烁”问题。
从可靠性出发,典型的液晶显示器设计成使用交变电压作为施加到象素液晶层的电压(有时也称作“ac驱动法”)。象素电极和反电极之间的电势的大小关系以一定的时间间隔反转,并且因此施加到每个液晶层的电场方向(电力线)也以该时间间隔反转。对于反电极和象素电极安置在不同基底上的典型液晶显示器,施加到每个液晶层的电场方向从光源-观察者的方向反转为观察者-光源的方向。
典型的情况是,施加到每个液晶层的电场方向反转周期是幀周期(如16.667ms)的两倍(如,33.333ms)。换言之,在液晶显示器中,施加到每个液晶层的电场方向在每次显示图象(帧图象)改变时反转。因而,当显示静态图象时,如果在交变方向的电场强度(施加的电压)不精确地匹配,即如果电场强度在每次电场方向改变时改变,则象素的亮度随电场强度的改变而改变,从而导致显示闪烁。
为了防止闪烁,需要在交变方向上精确地使电场强度(施加的电压)相等。但是,对于工业生产的液晶显示器,很难使电场强度在交变方向上相等。因此,要减少闪烁,把电场方向相反的象素挨着放置,由此在空间上平均象素的亮度。一般地,此方法被称作“点反转”或“行反转”。可以有各种“反转驱动”法,包括逐个(逐行,逐列极性反转:1-点反转)象素上棋盘格式图案的反转、逐行反转(逐行反转:1-行反转)和每两行和每列的极性反转。根据需要选择其中一种。
如上所述,要实现高质量的显示,优选满足下列三个条件:(1)采用ac驱动,使得以特定的时间间隔如每个幀周期反转施加给每个液晶层的电场方向,(2)使交变电场方向上施加给每个液晶层的电压(或储存在液晶电容中的电荷量)与储存在存储电容中的电荷量相等,和(3)在每个垂直扫描周期(如幀周期)中将象素挨着设置成与施加到液晶层的电场方向(有时称作“电压极性”)彼此相反。顺便说一下,“垂直扫描周期”可以定义为选取扫描行后直到再选取该扫描行的周期。一个扫描周期等于非交错驱动情况下的一幀周期并对应于交错驱动情况下的一个场周期。另外,在每个垂直扫描周期中,选取一个扫描行的时刻和再选取该扫描行的时刻之差(周期)被称作水平扫描周期(1H)。
本发明上述实施例通过把每个象素划分为至少两个子象素并使彼此的亮度(透射率)不同而实现良好视角特性的显示。本发明人发现,当每个象素被分成大量亮度不同的子象素时,优选除了上述三个条件外还满足关于子象素分布的第四个条件。具体地说,优选亮度不同的子象素以任何亮度的顺序随机地放置。就显示质量而言,最优选不把亮度相同的子象素放置成在行或列方向上相邻。换言之,最优选亮度相同的子象素以棋盘格的图案分布。
下面将描述适合于本发明上述实施例的驱动法、象素分布和子象素分布。下面将参考图17和18描述用于根据本发明实施例的液晶显示器的驱动方法实例。
下面的描述中引证这样的例子,象素以多行(1~rp)和多列(1~cq)的矩阵形式(rp,cq)分布,每个象素表示成P(p,q)(此处1≤p≤rp以及1≤q≤cq),并且至少有两个子象素SPa(p,q)和SPb(p,q),如图17所示。图17是表示一种相对分布(8行×6列)的示意图:本实施例的液晶显示器中的信号线S-C1、S-C2、,S-C3、,S-C4、,…S-Ccq;扫描线G-L1、G-L2、G-L3、…、G-Lrp;存储电容线CS-A和CS-B;象素P(p,q);和组成象素的子象素SPa(p,q)和SPb(p,q)。
如图17所示,一个象素P(p,q)具有在扫描线G-Lp任一侧上的近似以象素为中心水平展布的子象素SPa(p,q)和SPb(p,q)。子象素SPa(p,q)和SPb(p,q)分布在每个象素的列方向上。子象素SPa(p,q)和SPb(p,q)的存储电容电极(未示出)分别连接到相邻的存储电容线CS-A和CS-B上。根据显示的图象向象素P(p,q)供给信号电压的信号线S-Ccq在象素之间垂直分布,以向信号线右侧上的子象素的TFT元件(未示出)供给信号电压。根据图17所示的结构,一个存储电容线或一个扫描线由两个子象素共享。这是增加象素开口率的益处。
图18表示用于驱动具有图17所示结构的液晶显示器的各种电压(信号)的波形图。通过用具有图18所示电压波形(a)-(j)的电压驱动具有图17所示结构的液晶显示器,可以满足上述四个条件。
接下来,将描述根据本实施例的液晶显示器如何满足上述四个条件。为了解释简单,假设所有的象素都以中等灰度显示。
在图18中,波形(a)是供给信号线S-C1、S-C3、,S-C5,…(奇数信号线组有时也被称作S-O)的显示信号电压波形(源信号电压波形);波形(b)是供给信号线S-C2、,S-C4、,S-C6,…(奇数信号线组有时也被称作S-E)的显示信号电压波形;波形(c)是供给存储电容线CS-A的存储电容反电压波形;波形(d)是供给CS-B的存储电容反电压波形;波形(e)是供给扫描线G-L1的扫描电压波形;波形(f)是供给扫描线G-L2的扫描电压波形;波形(g)是供给扫描线G-L3的扫描电压波形;波形(h)是供给扫描线G-L4的扫描电压波形;波形(i)是供给扫描线G-L5的扫描电压波形;波形(j)是供给扫描线G-L6的扫描电压波形。扫描线电压从低水平(VgL)变为高水平(VgH)的时间与下一个扫描线电压从VgL变为VgH的时间之间的周期构成一个水平扫描周期(1H)。扫描线的电压保持在高水平(VgH)的周期有时称作选取周期PS。
因为所有象素以中等灰度显示,所以所有的显示信号电压(图18中的波形(a)和(b))具有固定振幅的振荡波形。另外,显示信号电压的振荡周期是两个水平扫描周期(2H)。显示信号电压为振荡波形以及信号线S-O(S-C1、S-C3,…)和信号线S-E(S-C2、S-C4,…)的电压波形有180°像差的原因是要满足上述第三条件。通常在TFT驱动中,经TFT元件传输到象素电极的信号线电压受扫描电压波形的变化影响(有时称作牵引现象)。考虑到牵引现象,信号线电压波形传递到象素电极之后,反电压近乎位于信号线电压波形的中心。在图18中,象素电极电压波形高于反电压之处,信号电压用“+”号表示,象素电极电压波形低于反电压之处,信号电压用“-”号表示。“+”和“-”号对应干施加到液晶层的电场方向。电场方向在“+”号和“-”号时相反。
如参见图12~15所述,当扫描线的扫描电压为VgH时,连接到扫描线上的TFT导通,致使显示信号电压供给连接于TFT的子象素。然后,当扫描线的扫描电压变为VgL时,存储电容反电压改变。因为存储电容反电压的变化(包括方向和符号的改变)在两个子象素之间不同,因此方均根电压被施加到子象素。
在图18所示的实例中,存储电容反电压的振荡振幅和周期(波形(c)和(d))在存储电容线CS-A和CS-B之间取相同值;例如,分别是二倍的Vad(见图14)和1H。另外,如果其中一个相移为180°,则CS-A和CS-B的振荡波形将重叠。即,它们的相位差为0.5H。如果对应扫描线的电压从VgH变为VgL之后对应存储电容线的第一电压变化增大,每个子象素的平均电压则高于存在于对应扫描线处于VgH态时的周期中的对应信号线的显示信号电压,但如果对应存储电容线的第一电压变化减小,则低于存在于对应扫描线处于VgH态的周期中的对应信号线的显示信号电压。
因此,如果图18中所示的显示信号电压(波形(a)或(b))用“+”号标注,则当存储电容线的电压变化处于比下降状态高时施加到液晶层的方均根电压就较高。另一方面,如果图18中所示的显示信号电压(波形(a)或(b))用“-”号标注,则当存储电容线的电压变化处于比下降状态高时施加到液晶层的方均根电压就较低。
图17表示垂直扫描周期(在此实例中为幀周期)中象素P(p,q)和子象素SPa(p,q)和SPb(p,q)的状态。下面相对于每个子象素的扫描线对称的三个符号表示子象素的状态。
第一符号H或L表示施加到子象素的方均根电压的大小关系,符号H表示施加的方均根电压很高,符号L表示施加的方均根电压很低。第二符号“+”和“-”表示反电极和子象素电极之间的电压大小关系,换言之,其表示施加到液晶层的电场方向。符号“+”表示子象素电极的电压高于反电极的电压,符号“-”表示子象素电极的电压低于反电极的电压。第三符号A或B表示适当的存储电容线是CS-A或CS-B。
例如,来看象素P(1,1)的子象素SPa(1,1)和SPb(1,1)的状态。从图18所示的波形(a)~(e)看到,在选择GL-1的周期(扫描电压为VgH的周期PS)中,显示信号电压为“+”。当GL-1的扫描电压从VgH变为VgL时,各个子象素的存储电容线的电压(波形(c)和(d))处于图18所示箭头(从左的第一箭头)表示的状态。因而,在GL-1的扫描电压从VgH变为VgL之后,SPa(1,1)的存储电容反电压的第一电压变化为图18所示的增大(用波形(c)中的“U”表示)。另一方面,GL-1的扫描电压从VgH变为VgL之后,SPa(1,1)的存储电容反电压的第一电压变化为图18所示的减小(用波形(d)中的“D”表示)。因此,SPa(1,1)的方均根电压增大,而SPb(1,1)的方均根电压减小。所以,施加的SPa(1,1)的方均根电压高于SPb(1,1)的方均根电压,并且符号H贴到SPa(1,1),符号L贴到SPb(1,1)。
根据图18所示的波形(b),在选择GL-1的周期中,用于P(1,1)的SPa(1,1)和SPb(1,1)的显示信号电压为“-”。当GL-1的扫描电压从VgH变为VgL时,各个子象素的存储电容线的电压(波形(c)和(d))处于图18中箭头(左边的第一箭头)所示的状态。因而,在GL-1的扫描电压从VgH变为VgL之后,SPa(1,2)的存储电容反电压的第一电压变化增大(“U”),如图18所示。另一方面,GL-1的扫描电压从VgH变为VgL之后,SPb(1,2)的存储电容反电压的第一电压变化减小(“D”),如图18所示。因此,SPa(1,2)的方均根电压减小而SPb(1,2)的方均根电压增加。所以,施加的SPa(1,2)的方均根电压高于SPb(1,2)的方均根电压,并且符号L贴到SPa(1,2),符号H贴到SPb(1,2)。
根据图18所示的波形(a),在选择GL-2的周期中,用于P(2,1)的S批a(2,1)和S批b(2,1)的显示信号电压为“-”。当GL-2的扫描电压从VgH变为VgL时,各个子象素的存储电容线的电压(波形(c)和(d))处于图18中箭头(左边的第二箭头)所示的状态。因而,在GL-2的扫描电压从VgH变为VgL之后,SPa(2,1)的存储电容反电压的第一电压变化减小(“D”),如图18D所示。另一方面,GL-2的扫描电压从VgH变为VgL之后,SPb(2,1)的存储电容反电压的第一电压变化增大(“D”),如图18C所示。因此,SPa(2,1)的方均根电压增大而SPb(2,1)的方均根电压减小。所以,施加的SPa(2,1)的方均根电压高于SPb(2,1)的方均根电压,并且符号H贴到SPa(2,1),符号L贴到SPb(2,1)。图17所示的状态以这种方式出现。
根据本实施例的液晶显示器可以以这种满足第一条件的方式驱动。
因为图17和18表示幀周期中的状态,所以不可能从图中评估第一条件是否满足。但是,通过逐幀移动每条信号线(S-O(图18A)或S-E(图18B))上电压波形的相位180°,可以执行ac驱动,其中施加到每个液晶层的电场方向每个幀周期反转。
另外,在根据本实施例的液晶显示器中,为了防止象素的子象素的幅值关系即显示屏中子象素的亮度次序(图17中的相对位置“H”和“L”)逐幀变化,存储电容线CS-A和CS-B上电压波形的相位在信号线上的电压波形改变时改变180°。因此,适于图17中的符号“+”和“-”在下一幀中反转(例如(+,H)(-,H),和(+,L)(-,L))。上述第一条件可以以此方式满足。
下面我们将检查是否满足第二条件,即每个子象素的液晶层(子象素的存储电容)在不同的场方向充电到相同水平。在根据本实施例的液晶显示器中,不同的方均根电压施加到每个象素中的子象素的液晶层,显示质量例如闪烁受亮度很高的子象素、即图17中符号“H”表示的子象素的决定性影响。因而,第二条件尤其影响符号“H”表示的子象素。
下面将参考图18所示的电压波形描述第二条件。
在对应扫描线的电压为VgH的周期(选择周期PS)中对子象素的液晶电容和存储电容充电。储存在液晶电容中的电荷量依赖于选择周期中信号线的显示信号电压和反电压(图18中未示出)之间的电压差,而储存在存储电容上的电荷量依赖于选择周期中信号线的显示信号电压与存储电容线的电压(存储电容反电压)之间的电压差。
如图18所示,每个选择周期中的显示信号电压可以是图中“+”或“-”号表示的两类中的一种。在任一种情况下,每个选择周期中电压没有变化。无论反电压(未示出)怎样,对所有的子象素都施加不随时间改变的相同DC电压。
有两类存储电容线CS-A和CS-B。CS-A的电压波形在任何扫描线的选择周期中都相同。类似的,CS-B的电压波形在任何扫描线的选择周期中都相同。换言之,存储电容线的电压的DC成分(DC水平)在任何扫描线的选择周期中取相同值。
因而,可以通过调节以下电压的DC成分(DC水平)来满足第二条件:每个扫描线的显示信号电压、反电极的电压、和每个存储电容线的电压。
接下来,我们将证实第三条件是否被满足,即场方向相反的象素是否在每帧周期中被放置成挨在一起。在根据本实施例的液晶显示器中,不同的方均根电压施加到每个象素中子象素的液晶层,第三条件应用到被提供相同方均根电压的子象素与象素之间的关系。尤其重要的是,第三条件通过高亮度的子象素、即图17中符号“H”表示的子象素得到满足,如同第二条件的情形。
如图17所示,表示每个象素极性(电场方向)的“+”和“-”在行方向(水平方向)每两个象素(两列)转变一次,如(+,-)、(+,-)、(+,-),在列方向(竖直方向)每两个象素(两行)转变一次,如(+,-)、(+,-)、(+,-)、(+,-)。依逐个象素看,表现出点反转,满足第三条件。
接下来,我们来看高亮度的子象素,即图17中符号“H”表示的子象素。
参见图17,在图中所示的行方向不存在极性反转,例如在第一行上关于子象素SPa的+H、+H、+H,但在图中所示的列方向每两个象素(两行)极性转变一次,如第一列中的(+H,-H)、(+H,-H)、(+H,-H)、(+H,-H)。已知为行反转的状态可以在尤其重要的高亮度子象素的水平处观察到,这意味着它们满足第三条件。由符号L表示的子象素也以规则的图案分布,满足第三条件。
接下来,我们将讨论第四条件。第四条件需要子象素中亮度相同的子象素不应挨着放置,这使得亮度有所变化。
根据本实施例,亮度变化的子象素、即施加到其液晶层的方均根电压不同的子象素用图17中的符号“H”或“L”表示。
在图17中,如果子象素分成由行方向的两个子象素和列方向的两个子象素组成的四组(如SPa(1,1)、SPb(1,1)、SPa(1,2)和SPb(1,2)),则整个矩阵由子象素组形成,其中H和L在上部行中从左到右分布,L和H分布在下部行中。因而,在图17中,符号“H”和“L”在子象素水平以棋盘格图案分布,满足第四条件。
来看矩阵,在象素水平,在任意行的象素情况下每个象素中子象素的亮度顺序和列方向上分布的子象素的位置之间的对应性在行方向上周期性(每个象素)地改变,但在任意列的象素的情况下恒定。因而,在任意行的象素P(p,q)中,最亮的子象素(在此实例中用“H”表示的子象素)在q为奇数时是SPa(p,q),在q为偶数时是SPb(p,q)。反之,q为奇数时最亮的子象素是SPb(p,q),q为偶数时是SPa(p,q)。另一方面,在任意列的象素P(p,q)中,最亮的子象素在同一列中总是SPa(p,q)或SPb(p,q),无论p是奇数还是偶数。此处SPa(p,q)或SPb(p,q)的交替意味着无论p是奇数还是偶数,奇数列中最亮的子象素为SPa(p,q),而无论p为奇数还是偶数,偶数行中最亮的子象素为SPb(p,q)。
如上述参考图17和18所示,根据本实施例的液晶显示器满足上述四个条件,并因而可以实现高质量的显示。
接下来,参考图19和20描述利用对象素和子象素的不同驱动方法的另一实施例的液晶显示器。图19和20对应于图17和18。
如图20所示,在根据本实施例的液晶显示器中,显示信号电压和存储电容反电压每2H振荡一次。因而振荡周期是4H(四个水平写入时间)。奇数信号线S-O(S-C1、S-C3、S-C5...)和偶数信号线S-E(S-C2、S-C4、S-C6...)的信号电压的振荡相位差为180度(以时间来说为2H)。存储电容线CS-A和CS-B的电压振荡相位差也为180度(以时间来说为2H)。另外,信号线的电压振荡比存储电容线CS-A的电压振荡相位滞后45度(1/8周期,即H/2)。顺便说一下,45度的相位差用于防止扫描线的VgH-VgL电压变化和存储电容线的电压变化重叠,并且此处采用的值不是严格要求,也可以根据需要采用其它值。
对于根据本实施例的液晶显示器,每个象素由两个亮度变化且由“H”或“L”表示的子象素组成。另外,如图19所示,由符号“H”或“L”表示的子象素以棋盘格图案分布,这意味着满足第四条件,与上面的实施例一样。关于第一条件,可以利用与上述图17和18所示实施例中采用一样的反转法满足。
但是,图19和20所示的实施例不能满足上述第二条件。
现在来看图19中第一列的第一至第四行所示象素P(1,1)、P(2,1)、P(3,1)和P(4,1)的较亮子象素Pa(1,1)、Pa(2,1)、Pa(3,1)和Pa(4,1)。当Pa(1,1)被充电时,即当选择G-L1时,对应信号线的极性符号为“+”。当Pa(3,1)被充电时,即当选择G-L3时,对应信号线的极性符号为“-”。另外,当Pa(1,1)被充电时,即当选择G-L1时,对应存储电容线CS-A的电压波形在接近选择周期的中心处开始阶梯式下降。当Pa(3,1)被充电时,即当选择G-L3时,对应存储电容线CS-A的电压波形在接近选择周期的中心处开始阶梯式上升。因而,通过精确控制存储电容线CS-B和扫描线的信号电压波形的相位,可以使存储电容反电极在Pa(1,1)被充电以及Pa(3,1)被充电时具有相同的DC水平。通过将DV水平设置到Pa(1,1)被充电时存储电容反电极的电压(等于子象素电极的电压)与Pa(3,1)被充电时存储电容反电极的电压(等于子象素电极的电压)的平均值,可以使储存在Pa(1,1)和Pa(3,1)中的电荷量相等。接下来来看在Pa(2,1)处,在对应的周期中,即在选择G-L2时,对应信号线的极性符号为“-”(与上述Pa(3,1)的情形相同),对应存储电容线的电压取固定值(不是象上述一样的振荡波形)。因而,通过使对应于Pa(2,1)的存储电容线的电压值与上述的DC水平关于Pa(1,1)及Pa(3,1)相同,可以使储存在Pa(1,1)、Pa(2,1)及Pa(3,1)中的电荷量相同。但是,由于下列原因,不可能使储存在Pa(4,1)中的电荷量与储存在Pa(1,1)、Pa(2,1)及Pa(3,1)中的电荷量相同。Pa(4,1)的信号线的极性符号与Pa(1,1)的相同,无论什么时刻,对应存储电容线的电压取固定值(不是如上所述的振荡波形)。因此,需要使Pa(4,1)的存储电容线的电压值(上述固定值)与DC水平关于Pa(1,1)及Pa(3,1)相同,与Pa(2,1)的情形相同,即等于Pa(4,1)以及对于Pa(2,1)的存储电容线的电压值(上述固定值)。但是,这是不可能的,因为从图19和20中可以看出,对于Pa(2,1)及Pa(4,1)的存储电容线为CS-B,他们有规律的振荡波形,在Pa(2,1)的选择周期中选择振荡波形的最大值,而在Pa(4,1)的选择周期中选择振荡波形的最小值,使得两个电压必然不同。
另外,就分布相同极性的子象素以使其尽可能地不彼此相邻的第三条件而言,本实施例劣于图17和18所示的上述实施例。
参见图19,我们来看有较大电压施加到其液晶层的组成象素的子象素、即符号H表示的子象素的极性反转。在图19中,在图中所示的行方向不存在极性反转,如第一行中对于子象素SPa的+H、+H、+H(如同图17),但在图中所示的列方向每四个象素极性反转,如第一列中的(+H,-H,-H,+H)、(+H,-H,-H,+H)。在参见图17和18所述的实施例中,每两个象素发生一次极性反转,本实施例的极性反转周期为1/2。换言之,在参见图17和18所述的实施例中,极性反转频率是以上参见图19和20所述实施例的两倍。在这一方面,本实施例(参见图19和20所述)劣于参见图17和18所述的实施例。
显示质量实际上在实施图17所示象素分布的前一实施例的驱动方法与本实施例的驱动方法之间进行比较,并在显示质量中看出差别。具体地说,例如当用固定的视线观察64/255灰度显示时,两种驱动方法看不出有明显的差异,其中这种灰度在用于改变亮度的子象素中产生较大的亮度差异。但是,当通过移动视线观察显示时,在本实施例的驱动方法中看到水平条文(图19),而前一实施例(图17)的驱动方法没有这些问题。可以相信,所述的差异是由上述极性反转周期的差异所致。因为每个象素中包含的两个子象素的亮度更显著,所以优选使较亮子象素的极性反转周期最小。在上述实例中每个象素被分成两个子象素,但也可以分成三个或更多个子象素,优选以这样方式分布子象素,即,使最亮子象素的极性反转周期最小。不用说,最好其它所有的子象素都与最亮子象素有相同的极性反转周期。
接下来,参见图21A和21B对下面的实施例进行描述,该实施例中,即使通过移动视线观察到显示,利用较短极性反转周期的上述水平条文也比图17所示的实施例中更不明显。
根据图17所示的实施例,虽然组成象素的较亮子象素(用符号“H”表示的)在(+,-)、(+,-)、(+,-)和(+,-)所示的列方向上反转,但在+,+,+,+,+,+或-,-,-,-,-,-所示的方向不反转。相反,根据图21所示的实施例,较亮子象素的“+”和“-”不仅在(+,-)、(+,-)、(+,-)、(+,-)所示的列方向上反转,而且也在(+,-)、(+,-)所示的行方向上反转。因而,图20所示的实施例采用了比图17所示实施例短的极性反转周期。在此方面,图20所示的实施例更优于图17所示的实施例。
甚至在图21所示的实施例中,在组成象素的子象素中,符号“H”表示的较亮子象素以棋盘格图案分布,满足第四条件。
可以如下实施图21A所示的象素分布。
如图21B所示,每行中用于子象素的存储电容反电极每两列交替连接到存储电容线CS-A或CS-B上。这种结构变化可以通过比较图21所示的本实施例与图17或18所示的前述实施例清楚地看出。具体地说,这可以通过查看行方向子象素处选取的存储电容线看出。例如,在子象素SPa(1,1)~SPa(1,6)行中,从符号“A”或“B”表示的存储电容反电极中为SPa(1,1)选“A”,为SPa(1,2)选“B”,为SPa(1,4)和SPa(1,5)选“A”,为SPa(1,6)选“B”,如图21所示,而对图17或18中所示的所有子象素SPa(1,1)~SPa(1,6)选“A”。
根据图21所示的实施例,图18中所示的电压波形(a)~(j)可以用作供给包括存储电容线CSA和CS-B的导线的电压波形。但是,因为显示信号电压每两列转换一次,因此具有图18所示波形(a)的显示信号电压提供给S-C1、S-C2、S-C5、S-C6、…,如图21A所示,而具有图20所示波形(b)的显示信号电压提供给图21A中所示的SC3、S-C4、S-C7(未示出)、S-C8(未示出)、…。
尽管在上述实施例中,供给存储电容线的存储电容反电压是占空比为1∶1的矩形波振荡电压,但是本发明也可以用频宽比不是1∶1的矩形波。除此之外,还可以用其它波形,例如正弦波或三角形波。在这种情况下,当连接到多个子像素的TFT关闭时,在供给子像素存储电容反电极的电压中产生的变化可以根据子像素来改变。但是,使用矩形波使存储在不同子像素(液晶电容和存储电容)的电荷数量和施加到不同子像素上的电压均方根容易相等。
而且,尽管在上述参照图17和21所述的实施例中,供给存储电容线(波形(c)和(d))的振荡电压振荡周期是1H,如图18所示,但也可以是1H被自然数除所得到的1H的分数,例如1/1H,1/2H,1/3H,1/4H等。但是,因为振荡电压振荡周期变短,因此难以构成驱动电路或驱动电路的功耗增大。
接下来,描述本发明第三方面的实施例。
本发明第三方面的实施例涉及通过将每个像素分成多个不同亮度的子像素来提高视角特性、尤其是提高显示对比度的大或高分辨率液晶显示器和它的驱动方法。
如上所述,本发明第一方面的实施例是通过将每个像素分成多个不同亮度的子像素而提高视角特性、尤其是显示对比度的液晶显示器或驱动方法。这种类型的显示和驱动这里是指多像素显示、多像素驱动、面积比灰度等级显示、或面积比灰度等级驱动。还有,本发明第二方面的实施例是具有能减小显示“闪烁”的子像素阵列的液晶显示器或它的驱动方法,并且与第一方面实施例适当地组合。
在根据本发明第二方面实施例的液晶显示器中,施加到CS总线(存储电容线)的振荡电压(存储电容反电压)振荡周期等于或短于一个水平扫描周期。如果以这种方式将短振荡周期的振荡电压施加到CS总线上,增加显示板的分辨率和尺寸,所得到的振荡电压的短振荡周期使得振荡发生器电路难(昂贵)以构建,增加功耗,或增加由CS总线电负载阻抗造成的波形钝化的影响。
与根据第二方面实施例的液晶显示器比较,描述根据本发明第三方面实施例的液晶显示器,这里再次描述根据本发明第二方面实施例的液晶显示器的具体结构和操作。下面是通过将CS总线振荡电压的振荡周期设定为一个水平扫描周期来实现上述面积比灰度等级的示例。参照附图,集中描述下列三点。第一点涉及液晶显示器的结构,围绕连接子像素的存储电容的存储电容反电极和CS总线之间的连接图案定中心。第二点涉及根据栅极总线电压波形的CS总线振荡周期和相位。第三点涉及子像素的驱动和显示状态。
图22是具有图17所示像素阵列的液晶显示器的一定区域的等效电路图。液晶显示器具有行和列排列成矩阵的像素。每个像素具有两个子像素(用符号A和B表示)。每个子像素包括液晶电容CLCA_n,m或CLCB_n,m和存储电容CCSA_n,m或CCSB_n,m。每个液晶电容由子像素电极、反电极ComLC、和夹在它们之间的液晶层组成。每个存储电容由存储电容电极、绝缘膜和存储电容反电极(ComCSA_n或ComCSB_n)组成。两个子像素经过各个TFTA_n,m和TFTB_n,m连接到公共信号线(电源总线)SBL_m上。通过施加到公共扫描线(栅极总线)GBL_n上的扫描信号电压来开启和关闭TFTA_n,m和TFTB_n,m。当两个TFT开启时,显示器信号电压经过公共信号线供给各个子像素电极和两个子像素的存储电容电极。经过CS总线(CSBL),两个子像素电极之一的存储电容反电极连接到存储电容干线(CS干线)CSVtypeR1上,其它子像素的存储电容反电极连接到存储电容干线(CS干线)CSVtypeR2上。
应该注意在图22列方向相邻像素的子像素共享电公共CS总线。特别是用于n行中具有CLCB_n,m的子像素的CS总线CSBL和用于列方向相邻行中具有CLCA_n+1,m象素的子像素的CS总线CSBL电共用。
图23A和23B示出就栅极总线的电压波形和所示子像素电极电压而言供给CS总线的振荡电压的振荡周期和相位。液晶显示器通常反转(以规定时间间隔)施加到每个像素液晶层的电场方向,因此,需要考虑对应电场方向的两个类型驱动电压波形。在图23A和图23B中分别示出两种类型的驱动状态。
在图23A和23B中,VSBL_m表示供给m列电源总线SBL_m的显示信号电压(电源信号电压)的波形,同时VGBL_n表示供给n列的栅极总线GBL_n的扫描信号电压(栅极信号电压)的波形。VCSVtypeR1和VCSVtypeR2分别表示供给CS干线CSVtypeR1和CSVtypeR2的振荡电压的波形,作为存储电容反电压。VPEA_m,n和VPEB_m,n表示各个子像素液晶电容的电压波形。
在图23A和23B中注意的第一点是CSVtypeR1和CSVtypeR2的电压VCSVtypeR1和VCSVtypeR2的振荡周期都等于一个水平扫描周期(1H)。
在图23A和23B中注意的第二点是VCSVtypeR1和VCSVtypeR2的相位如下。首先,观察CS干线之间的相位差,VCSVtypeR2落后VCSVtypeR1为0.5H。接下来,观察CS干线和栅极总线的电压,CS干线和栅极总线的电压相位如下。从图23A和23B中可以看出,对应各个CS干线的栅极总线电压从VgH变为VgL的时间与CS干线电压的平坦部分到达它们的中心的时间一致。换句话说,在图23A和23B中的Td值是0.25H。但是,Td可以是大于0H但小于0.5H的任何值。
尽管参照图23A和23B描述了CS干线的电压相位和周期,CS干线的电压波形不限于此,CS干线可以是任何波形,只要满足下列两个条件之一。第一个条件是在对应栅极总线的电压从VgH变为HgL后,电压VCSVtypeR1的第一变化是电压增加,而在对应栅极总线的电压从VgH变为HgL后,电压VCSVtypeR2的第一变化是电压减小。第二条件是在对应栅极总线的电压从VgH变为HgL后,电压VCSVtypeR1的第一变化是电压减小,而在对应栅极总线的电压从VgH变为HgL后,电压VCSVtypeR2的第一变化是电压增加。
图24A和24B概述液晶显示器的驱动状态。根据图23A和23B所示示例的子像素的多个驱动电压,液晶显示器的驱动状态也分为两种类型。图24A的驱动状态对应图23A的驱动电压波形,而图24B的驱动状态对应图23B的驱动电压波形。
图24A和24B示意性地表示在按矩阵排列的多个像素中“从n行到n+7行的8行”ד从m列到m+5列的6列”的像素驱动状态。每个像素具有不同亮度的子像素。即表示为“b(亮)”的子像素和表示为“d(暗)”的子像素。图24A和24B基本上与图17相同。
图24A和图24B的注意点是,是否满足面积比灰度等级板的要求。面积比灰度等级板具有五个要求。
第一要求是当显示中间灰度等级时,每个像素由不同亮度的多个像素组成。
第二要求是不考虑时间,不同亮度的子像素亮度级不变。
第三要求是不同亮度的子像素精巧地排列。
第四要求是在所有帧中相反极性的像素精巧地排列。
第五要求是在所有帧中相同极性、相同亮度级(特别是最亮的子像素)的子像素精巧地排列。
按照第一要求来验证。这里,每个像素由两个不同亮度的子像素组成。特别是,例如在图24A中,n行和m列的像素由表示为“b(亮)”的高亮度子像素和表示为“d(暗)”的低亮度子像素组成。因此,满足第一要求。
按照第二要求来验证。液晶显示器以规则的时间间隔交替不同驱动状态的两种显示状态。图24A和24B表示对应于两种显示状态的驱动状态符合高亮度子像素和低亮度子像素的位置。因此,满足第二要求。
按照第三要求来验证。在图24A和24B中,不同亮度级(即,表示为“b(亮)”的子像素和表示为“d(暗)”的子像素)的子像素按棋盘格式排列。液晶显示器的可视观察没有出现诸如使用不同亮度子像素降低分辨率的显示问题。因此,满足第三要求。
按照第四要求来检验。在图24A和24B中相反极性的像素排列成棋盘格式。特别是,例如在图24A中,在n+2行和m+2列中的像素具有“+”极性。从这个像素开始,沿行方向和列方向在“-”和“+”之间每隔一个像素改变极性。对于不能满足第四要求的液晶显示器,认为是与像素的驱动极性在“+”和“-”之间变化同步看到显示器的闪动。但是,当目视检验实施例的液晶显示器时就看不到闪动。因此,满足第四要求。
按照第五要求来检验。在图24A和24B中,观察相同亮度级的子像素驱动极性,每两行子像素(即,每隔一个像素宽度)反转驱动极性。特别是,例如在图24A的n_B行中,在m+1、m+3和m+5列中的子像素为“b(亮)”,并且所有这些子像素的极性为“-”。在n+1_A行中,在m、m+2和m+4列的像素为“b(亮)”,并且所有这些子像素的极性为“-”。在n+1_B行中,在m+1、m+3和m+5列中的子像素为“b(亮)”,并且所有这些子像素的极性为“+”。在n+2_A行中,在m、m+2和m+4列的像素为“b(亮)”,并且所有这些子像素的极性为“+”。对于不满足第五要求的液晶显示器,认为是与像素的驱动极性在“+”和“-”之间变化同步看到显示器的闪动。但是,当目视检验根据本发明的液晶显示器时就看不到闪动。因此,满足第五要求。
当通过改变CS电压的振幅VCSpp来观察液晶显示器时,在倾斜观察期间,随着显示对比度的提高,视角特性就提高,因为CS电压的振幅VCSpp从0V开始增加(0V用于支持除了根据本发明液晶显示器之外的一般液晶显示器)。尽管根据显示的图像视角特性的提高似乎稍有不同,但是当VCSpp设定为使VLCaddpp值在普通驱动模式(VCSpp为0V)的液晶显示器域值电压的0.5-2倍之内时,则实现最佳提高。
因此,根据本发明第二方面实施例的液晶显示器通过施加振荡电压到存储电容计数器电极上而提高视角特性,由此实现多像素显示,其中施加到存储电容反电极上的振荡电压振荡周期等于或短于一个水平扫描周期。但是,当施加到CS总线上的振荡电压的振荡周期短时,就相当难以在CS总线的高负载电容和电阻的大液晶显示器、短水平扫描周期的高分辨率液晶显示器或高速驱动和短垂直、水平扫描周期的显示器上实现多像素显示。
这个问题将参照图25-28来描述。
图25A是表示在根据本发明第二方面实施例的液晶显示器中,用于将振荡电压供给CS总线的的结构示意图。振荡电压从CS干线供给在液晶显示板中设置的多个CS总线。振荡电压经过连接点ContP1和ContP2并经过ContP3和ContP4,从CS总线电压发生器电路供给CS干线。由于增加液晶显示板的尺寸,因此从显示板中心的像素到连接点ContP1和ContP2的距离增加,使它不可能忽略中心像素和连接点之间的负载阻抗。负载阻抗的主要元件包括像素的液晶电容(CLC)和存储电容(CCS)、CS总线的电阻RCS和CS干线的电阻Rtrunk。负载阻抗的第一近似值可以是由图25B所示的上述电容和电阻组成的低通滤波器。负载阻抗的值是液晶显示板位置的函数。例如,它是距连接点ContP1、ContP2、ContP3和ContP4距离的函数。特别是,负载阻抗随距离连接点距离的增加而增加,随距离连接点距离的减小而减小。
也就是说,由振荡电压发生器电路产生的CS总线电压受CR低通滤波器近似的CS总线负载的影响,CS总线经过波形钝化改变在平板上的位置。
如本发明第一方面的实施例所述,振荡电压施加给CS总线,以便构成两个或更多个子像素的各个像素并改变子像素的亮度。即,根据本发明实施例的液晶显示器使用这样的结构和驱动方法:根据CS总线的振荡电压形成子像素电极的电压波形,并根据CS总线的振荡波形改变有效电压。因此,如果CS总线电压波形从一个位置变到另一个位置,子像素电极的有效电压也是如此。换句话说,如果CS总线电压的波形钝化改变位置,显示亮度也随位置变化,从而得到不规则的显示亮度。
通过增加CS总线的振荡周期校正显示亮度不规则的能力是根据本发明第三方面液晶显示器的优点。下面将作解释。
图26和27示意性地表示在CS负载保持不变的情形子像素电极的振荡电压波形。图26和27是假定在CS总线电压不是振荡电压时子像素电极的电压为“0V”,以及由CS总线的振动产生的子像素电极电压的振幅是“1V”的示意图。图26中波形(a)-(e)表示CS电压没有波形钝化的波形,即,CR低通滤波器的CR时间常数是“0H”,而图27中波形(a)-(e)表示当CR低通滤波器的CR时间常数是“0.2H”时的波形钝化。图26和27示意性地表示当CR低通滤波器的CR时间常数分别是“0H”和“0.2H”时子像素电极电压的电压波形,以及CS总线振荡电压的振荡周期被改变。图26和27中的波(a)-(e)表示波形振荡周期分别是1H、2H、4H、8H的情形。
当图26和27相比较时,可以看出图26和27中波形差随振荡周期的增加而减小。这种趋势在图28中定量表示。
图28表示基于图27的波形比CS总线电压的振荡周期(一个周期对应一个水平扫描周期:1H)计算出的振荡电压的平均值和有效值的关系。从图28中可以看出,在CR时间常数是0H时和CR时间常数是0.2H时之间平均电压和有效电压的偏差随CS总线振荡周期的增加而减小。可以看出,可以很大程度地减小波形钝化的影响,特别是当CS总线振荡电压的振荡周期大于CS总线的CR时间常数(负载阻抗的近似值)的8倍时。
这样,通过增加CS总线振荡电压的振荡周期,可能降低CS总线波形钝化造成的显示亮度不规则。可以很大程度地降低波形钝化的影响,特别是当CS总线振荡电压的振荡周期大于CS总线的CR时间常数(负载阻抗的近似值)的8倍时。
由于根据本发明第二方面的液晶显示器具有上述问题,因此提出本发明的第三方面。该方面提供液晶显示器的优选结构和方法,其能增加施加到CS总线上的振荡电压的振荡周期。
在根据本发明第三方面实施例的液晶显示器中,电绝缘的CS总线用于在矩阵驱动液晶显示器的同列和沿列方向彼此相邻的子像素中不同亮度级的子像素(例如,第一子像素和第二子像素)。特别是用于n行第一子像素的CS总线和n+1行第二子像素的CS总线彼此电绝缘。这里,在矩阵驱动液晶显示器同列中的像素是被相同信号线(一般为电源总线)驱动的像素。而且,在矩阵驱动液晶显示器的列方向彼此相邻的像素是被在按时间轴顺序选择的扫描线(一般为栅极总线)中相邻时间点选择的扫描线驱动的像素。除此之外,假定有L组CS干线电绝缘,CS总线的振动周期可以是水平扫描周期的L倍。如上所述,优选CS干线的数量大于一个水平扫描周期除以近似等于CS总线最大负载阻抗的CR时间常数而得到的商的8倍。而且,如后面所述,优选该数值除了大于8倍数之外还是偶数。在此,CS干线电绝缘组(L组)的数量可以用电绝缘的CS干线(L干线)的数量来表示。如果电等效的CS干线安装在板两侧,电等效的CS干线的数量则不变。
下面参照附图,描述根据本发明第三方面实施例的液晶显示器和它的驱动方法。
首先,参照图29-31B,描述液晶显示器通过将CS总线的振荡电压的振荡周期设定为水平扫描周期的4倍来实现面积比灰度等级显示。描述集中在下列几点,并参照附图提供。第一点涉及液晶显示器结构,围绕连接到子像素和CS总线上的存储电容的存储电容反电极之间的连接图案定中心。第二点涉及根据栅极总线电压波形的CS总线的振荡周期和振荡相位。第三点涉及根据本实施例的子像素的驱动和显示状态。
图29是根据本发明第三方面实施例的液晶显示器的等效电路示意图,对应图22。与图22相同的元件用与图22相同的附图标记/符号表示,其描述省略。图29中的液晶显示器不同于图22中的液晶显示器,其中它有四个电绝缘的CS干线CSVtypeA1-CSVtypeA4并且在CS干线和CS总线之间的连接状态。
在图29中要注意的第一点是:在列方向相邻行中像素的相邻子像素(例如,对应CLCB_n,m和CLCA_n+1,m的子像素)的CS总线彼此电绝缘。特别是,例如用于n行子像素CLCB_n,m的CS总线CSBL_B_n和用于列方向相邻行像素的子像素CLCA_n+1,m的总线CSBL_A_n+1彼此电绝缘。
在图29中要注意的第二点是:各个CS总线(CSBL)连接到平板端的四根CS干线(CSVtypeA1、CSVtypeA2、CSVtypeA3和CSVtypeA4)之一上。即,在根据本实施例的液晶显示器中,有四组电绝缘的CS干线。
图29中要注意的第三点是:在CS总线和四个CS干线之间的连接状态,即,沿列方向电绝缘的CS总线的分布。根据图29中CS总线和CS干线的连接规则,连接到CS干线CSVtypeA1、CSVtypeA2、CSVtypeA3和CSVtypeA4上的总线在表1中示出。
[表1]
四组电绝缘的CS总线分别连接到上述表1中所示的四个CS干线上。
图30A和30B表示根据栅极总线的电压波形的CS总线振荡周期和相位,以及表示子像素电极的电压。图30A和30B对应上述图23A和23B。与图23A和23B相同的元件用与图23A和23B相同的附图标记/符号表示,在此省略描述。液晶显示器一般以规则的时间间隔反转施加到每个像素的液晶层上的电场方向,因此,需要考虑对应于电场方向的两种类型的驱动电压波形。图30A和30B中分别表示这两种类型的驱动状态。
图30A和30B中要注意的第一点是:CSVtypeA1、CSVtypeA2、CSVtypeA3和CSVtypeA4的电压VCSVtypeA1、VCSVtypeA2、VCSVtypeA3和VCSVtypeA4的振荡周期全都是水平扫描周期的4倍(4H)。
图30A和30B中要注意的第二点是:VCSVtypeA1、VCSVtypeA2、VCSVtypeA3和VCSVtypeA4的相位如下。首先,比较CS干线中的相位,VCSVtypeA2比VCSVtypeA1落后2H,VCSVtypeA3比VCSVtypeA1落后3H,VCSVtypeA4比VCSVtypeA1落后1H。接下来,观察CS干线的电压和栅极总线的电压,CS总线电压和栅极总线电压的相位如下。如图30A和30B所示,对应于各个CS干线的栅极总线的电压从VgH变为VgL的时间与CS干线的平坦部分到达它们中心的时间一致。换句话说,图30A和30B中的Td值是1H。但是,Td值是任何大于0H小于2H的值。
这里,对应于各个Cs干线的栅极总线是CS总线经过辅助电容CS和TFT元件连接相同子像素电极的CS干线和栅极总线。根据图29,对应于这个液晶显示器中的每个CS干线的栅极总线和CS总线在下面的表2中表示。
[表2]
尽管参照图30A和30B描述了CS干线电压的周期和相位,但是CS干线的电压波形不限于此。CS干线可以是满足下列两个条件的其它波形。
第一个条件是:对应栅极总线的电压从VgH变为VgL后的电压VCSVtypeA1的第一变化是电压升高,对应栅极总线的电压从VgH变为VgL后的电压VCSVtypeA2的第一变化是电压降低,对应栅极总线的电压从VgH变为VgL后的电压VCSVtypeA3的第一变化是电压降低,对应栅极总线的电压从VgH变为VgL后的电压VCSVtypeA4的第一变化是电压升高。图30A所示的驱动电压波形满足这个条件。
第二个条件是:对应栅极总线的电压从VgH变为VgL后的电压VCSVtypeA1的第一变化是电压降低,对应栅极总线的电压从VgH变为VgL后的电压VCSVtypeA2的第一变化是电压升高,对应栅极总线的电压从VgH变为VgL后的电压VCSVtypeA3的第一变化是电压升高,对应栅极总线的电压从VgH变为VgL后的电压VCSVtypeA4的第一变化是电压降低。图30B所示的驱动电压波形满足这个条件。
但是,出于下面描述的理由,优选使用图30A和30B所示的波形。
在图30A和30B中,振荡周期是不变的。这可以简化信号发生器电路。
而且,在图30A和30B中,振荡占空比不变。这样可能保持振荡振幅不变,并且当振荡电压用作CS总线电压时,施加到液晶显示层的电压变化量取决于振荡的振幅和占空比,因此简化信号发生器电路。因此,振荡占空比保持不变,就可能使振荡的振幅不变。例如,占空比设定为1∶1。
而且,在图30A和30B中,对于任何CS振荡电压,存在超出180度相位的振荡电压(相反相位的振荡电压)。即,四个电绝缘CS干线组成CS干线对(两对),其相互供给超出180度相位的振荡电压。这就可能使流过存储电容反电极的电流量最小,因此简化连接反电极的驱动电路。
图31A和31B概述本实施例液晶显示器的驱动状态。根据子像素驱动电压的极性,液晶显示器的驱动状态也分为两种类型,如图30A和30B所示的情形。图31A中的驱动状态对应于图30A的驱动电压波形,同时,图31B中的状态对应于图30B驱动电压波形的驱动状态。图31A和31B对应于上述图24A和24B。
图31A和31B中的注意点是,是否满足面积比灰度等级板的要求。按照下列面积比灰度等级板的五个要求来验证。
第一要求是当显示中间灰度等级时,每个像素由多个不同亮度子像素组成。
第二要求是不管时间,亮度不同的子像素亮度级不变。
第三要求是不同亮度的子像素精巧地排列。
第四要求是在所有帧中相反极性的像素精巧地排列。
第五要求是在所有帧中相同极性、相同亮度级(尤其是最亮的子像素)的子像素精巧地排列。
按照第一要求来验证。在图31A和31B中,每个像素由两个亮度不同的子像素组成。特别是,例如在图31A中,n行和m列的像素由表示为“b(亮)”的高亮度子像素和表示为“d(暗)”的低亮度子像素组成。因此,满足第一要求。
按照第二要求来验证。液晶显示器以规则时间间隔交替不同驱动状态的两种显示状态。图31A和31B表示对应于两个显示状态的驱动状态符合高亮度子像素和低亮度子像素的位置。因此,满足第二要求。
按照第三要求来验证。在图31A和31B中,不同亮度级的子像素(即,表示为“b(亮)”的子像素和表示为“d(暗)”的子像素)按棋盘格式排列。液晶显示器的目视观察看不出显示问题,例如由于不同亮度子像素降低分辨率。因此,满足第三要求。
按照第四要求来验证。在图31A和31B中,相反极性的像素排列成棋盘格式。特别是,例如在图31A中,在n+2行和m+2列中的像素具有“+”极性。从这个像素开始,沿行方向和列方向在“-”和“+”之间每隔一个像素改变极性。对于不能满足第四要求的液晶显示器,认为是与像素的驱动极性在“+”和“-”之间变化同步看到显示器的闪动。但是,当目视检验实施例的液晶显示器时看不到闪动。因此,满足第四要求。
按照第五要求来验证。在图31A和31B中,观察相同亮度级的子像素驱动极性,每两行子像素(即,每隔一个像素宽度)反转驱动极性。特别是,例如在n B行中,在m+1、m+3和m+5列中的子像素为“b(亮)”,并且所有这些子像素的极性为“-”。在n+1_A行中,在m、m+2和m+4列的像素为“b(亮)”,并且所有这些子像素的极性为“-”。在n+1_B行中,在m+1、m+3和m+5列中的子像素为“b(亮)”,并且所有这些子像素的极性为“+”。在n+2_A行中,在m、m+2和m+4列的像素为“b(亮)”,并且所有这些子像素的极性为“+”。对于不满足第五要求的液晶显示器,认为是与像素的驱动极性在“+”和“-”之间变化同步看到显示器的闪动。但是,当目视检验根据本发明的液晶显示器时看不到闪动。因此,满足第五要求。
当通过改变CS电压的振幅VCSpp来观察根据本实施例的液晶显示器时,在倾斜观察期间,随着显示对比度的抑制(surpressed),视角特性提高,因为CS电压的振幅VCSpp从0V增加(0V用于支持除了根据本发明液晶显示器之外的普通液晶显示器)。尽管根据显示的图像,视角特性的提高似乎稍有不同,但是当设定VCSpp以使VLCaddpp值在普通驱动模式(VCSpp为0V)的液晶显示器域值电压的0.5-2倍之内时,则实现最佳提高。
概括而言,本实施例有可能设定施加给存储电容反电极的振荡电压的振荡周期为液晶显示器水平扫描周期的4倍,液晶显示器通过施加振荡电压给存储电容反电极而提高视角特性,因此,实现多像素显示。甚至在具有CS总线的高负载电容和电阻的大液晶显示器上、在具有短水平扫描周期的高分辨率液晶显示器上、或具有高速驱动和短垂直、水平扫描周期的液晶显示器上,也容易实现多像素显示。
接下来,参照图32来描述根据本发明第三方面实施例的液晶显示器的结构和操作。
该实施例通过将CS总线的振荡电压的振荡周期设定为水平扫描周期的两倍来实现面积比灰度等级显示。描述将参照附图集中在下列几点上。第一点涉及液晶显示器的结构,围绕连接子像素的存储电容的存储电容反电极和CS总线之间的连接图案定中心。第二点涉及根据栅极总线电压波形的CS总线振荡周期和相位。第三点涉及根据本实施例的子像素的驱动和显示状态。
图32是表示根据本发明第三方面实施例的液晶显示器的等效电路的示意图,对应图29。与图29相同的元件用与图29相同的附图标记/符号表示,其中描述省略。图32中的液晶显示器不同于图29中的液晶显示器,其中它具有两个电绝缘的CS干线CSVtypeB1和CSVtypeB2以及在CS干线和CS总线之间的连接状态。
图32中要注意的第一点是:在列方向相邻行中像素的相邻子像素的CS总线彼此电绝缘。特别是用于n行子像素CLCB_n,m的CS总线CSBL_B_n和用于列方向相邻行像素的子像素CLCA_n+1,m的总线CSBL_A_n+1彼此电绝缘。
图32中要注意的第二点是:每个CS总线(CSBL)连接在平板端的两个CS干线(CSVtypeB1和CSVtypeB2)上。即,在根据本实施例的液晶显示器中,有两组电绝缘的CS干线。
图32中要注意的第三点是:在CS总线和两个CS干线(trunk)之间的连接状态,即,沿列方向电绝缘的CS总线的分布。根据图32中CS总线和CS干线的连接规则,连接到CS干线CSVtypeB1和CSVtypeB2上的CS总线如下面的表3所示。
[表3]
两组电绝缘的CS总线分别连接到上面表3中所示的两个CS干线上。
图33A和33B表示根据栅极总线电压波形的CS总线振荡周期和相位,并示出子像素电极的电压。图33A和33B对应于前面实施例的图30A和30B。与图30A和30B相同的元件用与图30A和30B相同的附图标记/符号表示,其中描述省略。液晶显示器一般以规则的时间间隔反转施加到每个像素的液晶层上的电场方向,因此,需要考虑对应于电场方向的两种类型的驱动电压波形。图33A和33B中分别表示这两种类型的驱动状态。
在图33A和33B中要注意的第一点是:CSVtypeB1和CSVtypeB2的电压VCSVtypeB1和VCSVtypeB2的振荡周期全都是水平扫描周期的2倍(2H)。
在图33A和33B中要注意的第二点是:VCSVtypeB1和VCSVtypeB2的相位如下。首先,比较CS干线中的相位,VCSVtypeB2比VCSVtypeB1落后1H。接下来,观察CS干线的电压和栅极总线的电压,CS干线电压和栅极总线电压的相位如下。如图33A和33B所示,对应于各个CS干线的栅极总线的电压从VgH变为VgL的时间与CS干线的平坦部分到达它们中心的时间一致。换句话说,图33A和33B中的Td值是0.5H。但是,Td值是大于0H小于1H的任何值。
这里,对应于各个CS干线的栅极总线是CS总线经过辅助电容CS和TFT元件连接相同子像素电极的CS干线和栅极总线。根据图33A和33B,对应于这个液晶显示器中的每个CS干线的栅极总线和CS总线在下面的表2中表示。
[表4]
尽管参照图33A和33B描述了CS干线的电压周期和相位,但是CS干线的电压波形不限于此。CS干线可以是满足下列两个条件的其它波形。
第一个条件是:对应栅极总线的电压从VgH变为VgL后的电压VCSVtypeB1的第一变化是电压升高,对应栅极总线的电压从VgH变为VgL后的电压VCSVtypeB2的第一变化是电压降低。图33A满足这个条件。
第二个条件是:对应栅极总线的电压从VgH变为VgL后的电压VCSVtypeB1的第一变化是电压降低,对应栅极总线的电压从VgH变为VgL后的电压VCSVtypeB2的第一变化是电压升高。图33B满足这个条件。
图34A和34B概述根据本实施例的液晶显示器的驱动状态。根据子像素驱动电压的极性,液晶显示器的驱动状态也分为两种类型,如图34A和34B所示的情形。图34A中的驱动状态对应于图33A的驱动电压波形,而图34B中的状态对应于图33B驱动电压波形的驱动状态。图34A和34B对应于前述实施例的图31A和31B。
图34A和34B的注意点是,是否满足面积比灰度等级板的要求。面积比灰度等级板具有五个要求
第一要求是当显示中间灰度等级时,每个像素由多个不同亮度子像素组成。
第二要求是不管时间,亮度不同的子像素亮度级不变。
第三要求是不同亮度的子像素精巧地排列。
第四要求是在所有帧中相反极性的像素精巧地排列。
第五要求是在所有帧中相同极性、相同亮度级(尤其是最亮的子像素)的子像素精巧地排列。
按照第一要求来验证。在图34A和34B中,每个像素由两个亮度不同的子像素组成。特别是,例如在图34A中,n行和m列的像素由表示为“b(亮)”的高亮度子像素和表示为“d(暗)”的低亮度子像素组成。因此,满足第一要求。
按照第二要求来验证。本实施例的液晶显示器以规则时间间隔交替不同驱动状态的两种显示状态。图34A和34B表示对应于两个显示状态的驱动状态符合高亮度子像素和低亮度子像素的位置。因此,满足第二要求。
按照第三要求来验证。在图34A和34B中,不同亮度级的子像素(即,表示为“b(亮)”的子像素和表示为“d(暗)”的子像素)按棋盘格式排列。液晶显示器的目视观察看不出显示问题,例如由于不同亮度子像素降低分辨率。因此,满足第三要求。
按照第四要求来验证。在图34A和34B中,相反极性的像素排列成棋盘格式。特别是,例如在图34A中,在n+2行和m+2列中的像素具有“+”极性。从这个像素开始,沿行方向和列方向在“-”和“+”之间每隔一个像素改变极性。对于不能满足第四要求的液晶显示器,认为是与像素的驱动极性在“+”和“-”之间变化同步看到显示器的闪动。但是,当目视检验本实施例的液晶显示器时看不到闪动。因此,满足第四要求。
按照第五要求来验证。在图34A和34B中,观察相同亮度级的子像素驱动极性,每两行子像素(即,每隔一个像素宽度)反转驱动极性。特别是,例如在n B行中,在m+1、m+3和m+5列中的子像素为“b(亮)”,并且所有这些子像素的极性为“-”。在n+1_A行中,在m、m+2和m+4列的像素为“b(亮)”,并且所有这些子像素的极性为“-”。在n+1_B行中,在m+1、m+3和m+5列中的子像素为“b(亮)”,并且所有这些子像素的极性为“+”。在n+2_A行中,在m、m+2和m+4列的像素为“b(亮)”,并且所有这些子像素的极性为“+”。对于不满足第五要求的液晶显示器,认为是与像素的驱动极性在“+”和“-”之间变化同步看到显示器的闪动。但是,当目视检验根据本发明的液晶显示器时看不到闪动。因此,满足第五要求。
当根据本实施例的液晶显示器被发明者等人改变CS电压的振幅VCSpp时,在倾斜观察期间,随着显示对比度的抑制,视角特性提高,因为CS电压的振幅VCSpp从0V增加(0V用于支持除了根据本发明液晶显示器之外的普通液晶显示器)。但是,进一步增加VSCpp值存在降低显示对比度的问题。因此,VSCpp值仅设定到充分提高视角特性不出现问题的范围。尽管根据显示的图像,视角特性的提高似乎稍有不同,但是当设定VCSpp以使VLCaddpp值在普通驱动模式(VCSpp为0V)的液晶显示器域值电压的0.5-2倍之内时,则实现最佳提高。
概括而言,本实施例有可能设定施加给存储电容反反电极振荡电压的振荡周期为液晶显示器水平扫描周期的2倍,液晶显示器通过施加振荡电压给存储电容反电极而提高视角特性,因此,实现多像素显示。即使在具有CS总线的高负载电容和电阻的大液晶显示器上、在具有短水平扫描周期的高分辨率液晶显示器上、或具有高速驱动和短垂直、水平扫描周期的液晶显示器上,也容易实现多像素显示。
尽管在上述实施例中,CS干线电绝缘(组)数是4或2,但是根据发明第三方面实施例的液晶显示器的CS干线电绝缘(组)数不限于这些,可以是3、5或大于5。但是,优选电绝缘CS干线数L是偶数。这是因为当电绝缘CS干线组成CS干线对并相互供给超出180度相位的振荡电压(意味着L是偶数)时,可能使流过存储电容反电极的电流量最小。
下面的表5和6表示在电绝缘CS干线的数量L是6或8的情形,对应栅极总线和CS总线的CS干线关系。当L是偶数时,对应栅极总线和CS总线的CS干线的关系粗略地分成L/2是奇数(L=2,6,10,14...)的情形和L/2是偶数(L=4,8,12,16...)的情形。在L/2是奇数的情形中的一般关系在下面的表5中描述,而在L/2是偶数的情形中的一般关系在下面的表6中描述,其中L=8。
[表5]
当电绝缘CS干线数L的1/2是奇数时,即L=2,6,10等,如果连接到像素的第一子像素的存储电容反电极上的存储电容线表示为CSBL_A_n,其中像素位于任意列和在按行列矩阵排列的多个像素形成的行中给定行n的交叉点处,如果连接到第二子像素的存储电容反电极上的存储电容线表示为CSBL_B_n,和如果k是自然数(包括0):
CSBL_A_n+(L/2)*k连接到第一存储电容干线上,
CSBL_B_n+(L/2)*k连接到第二存储电容干线上,
CSBL_A_n+1+(L/2)*k连接到第三存储电容干线上,
CSBL_B_n+1+(L/2)*k连接到第四存储电容干线上,
CSBL_A_n+2+(L/2)*k连接到第五存储电容干线上,
CSBL_B_n+2+(L/2)*k连接到第六存储电容干线上,
...重复类似的连接,
CSBL_A_n+(L/2)-2+(L/2)*k连接到第(L-3)存储电容干线上,
CSBL_B_n+(L/2)-2+(L/2)*k连接到第(L-2)存储电容干线上,
CSBL_A_n+(L/2)-1+(L/2)*k连接到第(L-1)存储电容干线上,
CSBL_B_n+(L/2)-1+(L/2)*k连接到第L存储电容干线上。
[表6]
当电绝缘存储电容干线数L的1/2是偶数时,即,L=4,8,12等,如果连接到像素的第一子像素的存储电容反电极上的存储电容线表示为CSBL_A_n,其中像素位于任意列和在按行列矩阵排列的多个像素形成的行中给定行n的交叉点处,如果连接到第二子像素的存储电容反电极上的存储电容线表示为CSBL_B_n,和如果k是自然数(包括0):
CSBL_A_n+L*k和CSBL_B_n+(L/2)+L*k连接到第一存储电容干线上,
CSBL_B_n+L*k和CSBL_A_n+(L/2)+L*k连接到第二存储电容干线上,
CSBL_A_n+1+L*k和CSBL_B_n+(L/2)+1+L*k连接到第三存储电容干线上,
CSBL_B_n+1+L*k和CSBL_A_n+(L/2)+1+L*k连接到第四存储电容干线上,
CSBL_A_n+2+L*k和CSBL_B_n+(L/2)+2+L*k连接到第五存储电容干线上,
CSBL_B_n+2+L*k和CSBL_A_n+(L/2)+2+L*k连接到第六存储电容干线上,
CSBL_A_n+3+L*k和CSBL_B_n+(L/2)+3+L*k连接到第七存储电容干线上,
CSBL_B_n+3+L*k和CSBL_A_n+(L/2)+3+L*k连接到第八存储电容干线上,
...重复类似的连接,
CSBL_A_n+(L/2)-2+(L/2)*k和CSBL_B_n+L-2+L*k连接到第(L-3)存储电容干线上,
CSBL_B_n+(L/2)-2+(L/2)*k和CSBL_A_n+L-2+L*k连接到第(L-2)存储电容干线上,
CSBL_A_n+(L/2)-1+(L/2)*k和CSBL_B_n+L-1+L*k连接到第(L-1)存储电容干线上,
CSBL_B_n+(L/2)-1+(L/2)*k和CSBL_A_n+L-1+L*k连接到第L存储电容干线上。
如上所述,本发明的第三方面使得容易应用多像素液晶显示器,其在倾斜观看大液晶显示器、高分辨率液晶显示器和高速驱动及短垂直、水平扫描周期的液晶显示器期间,能大大地提高显示对比度。因为通过增加施加到CS总线上的电压振荡周期,可能容易有下列问题:增加将振荡电压施加到CS总线的多像素液晶显示器的尺寸、增加CS总线的负载电容和电阻、钝化CS总线电压的波形;和增加液晶显示器的分辨率和驱动速度、减小CS总线的振荡周期、增加波形钝化的影响并造成显示屏中VLCadd的有效值明显变化,因此造成显示不规则。
在根据本发明第二方面实施例的液晶显示器中,其使用电公共CS总线用于相邻行中像素的相邻子像素,并采用两组电绝缘的CS干线,CS总线电压的振荡周期是1H。另一方面,根据本发明第三方面实施例的液晶显示器,其使用电绝缘CS总线用于相邻行像素的相邻子像素,当使用两组电绝缘的CS干线时,可以将CS总线电压的振荡周期设定为2H,当使用四组电绝缘的CS干线时,可以将CS总线电压的振荡周期设定为4H。
根据本发明第三方面实施例的液晶显示器的结构或驱动波形,通过使用电绝缘CS干线,用于相邻行像素的相邻子像素,并采用L组绝缘CS干线,可以将CS总线的振荡周期设定为水平扫描周期(LHs)的L倍。
下面将描述根据本发明第四方面实施例的液晶显示器和它的驱动方法。
如上所述,根据本发明第三方面实施例的液晶显示器,使用L组电绝缘的存储电容反电极(L电绝缘的CS干线),可以将施加到存储电容反电极上的振荡电压振荡周期设定为水平扫描周期的L倍。这样用重电负载的存储电容反电极线,可能在大的高分辨率液晶显示器上实现多像素显示。
但是,第三方面的实施例需要使用电绝缘的存储电容反电极,用于在列方向两个相邻像素中的子像素(即,相邻行的两个像素)(例如,参见图29),意谓着每个像素需要两个CS总线。这样存在降低像素孔径比的问题。特别是,例如,如图35A所示,使用用于子像素的CS总线排列在各个子像素的中心的结构,使它需要提供黑矩阵BM1来防止通过列方向相邻像素之间的漏光。因此,两个CS总线与黑矩阵交迭的面积不能用于显示。这就降低了像素孔径比。
相反,根据第四方面的实施例,如图35B所示,相邻列方向两个不同像素的两个相邻子像素具有连接公共CS总线的存储电容反电极,CS总线允许设置在列方向相邻像素之间,因此使CS总线也起黑矩阵的作用。与图35A的结构相比,具有能够减小CS总线数的优点,通过省略另外分开提供的黑矩阵BM1而提高了像素的孔径比。
就根据第三方面实施例的液晶显示器而言,为了将施加到CS总线的振荡电压振荡周期设定为水平扫描周期的L倍,要求使用L个电绝缘CS干线,要求L个驱动电源供给存储电容反电极。结果,按需要增加施加给CS总线的振荡电压振荡周期,因而需要增加CS干线的数量和供给存储电容反电极的驱动电源数。这样,用根据第三方面实施例的液晶显示器,在增加施加到CS总线上的振荡电压的周期方面有一定的限制,因为需要增加CS干线数和供给存储电容反电极的驱动电源数。
相反,就根据本发明第四方面实施例的液晶显示器而言,当电绝缘CS干线数为L(L是偶数)时,振荡电压的振荡周期可以设定为水平扫描周期的2*K*L倍(K是正整数)。
因此,根据本发明第四方面实施例的液晶显示器比根据第三方面实施例的液晶显示器更适合大的高分辨率液晶显示器。
下面将描述涉及本发明第四方面的实施例,引入实现如36A和36B所示驱动状态的液晶显示器示例。施加到像素液晶层上的电场方向在分别对应于图24A和24B的图36A和36B之间是相反的。下面将描述用于实现图36A所示驱动状态的结构。顺便提及,为了实施图36B所示的驱动状态,施加到电源线的电压极性和存储电容电压极性可以用参照图23A和23B描述的相同方式从图36A所示的极性反转。这样有可能将第一和第二子像素固定就位(图中为“b(亮)”或“d(暗)”),同时,反转象素的显示极性(图中为“+”或“-”)。但是,本发明不限于此,仅允许施加到电源总线的电压反转。在这种情况下,因为第一和第二子像素随同像素极性的反转改变位置(图中为“b(亮)”或“d(暗)”),因此当像素位置固定时,可能减轻在中间灰度等级显示过程中遇到的渗色等问题。
在根据下述实施例的液晶显示器中,如图35B所示,在列方向两相邻像素(第n行和第(n+1)行)公用第n行像素的子像素电极18b和第n+1行像素的子像素电极18a之间设置的公共CS总线CSBL,以便将存储电容反电压(振荡电压)供给子像素的辅助电容。公共CS总线CSBL也起到黑矩阵的作用,以阻挡第n行和第(n+1)行像素之间的光通过。公共CS总线CSBL这样设置:即,经过绝缘膜部分交迭子像素电极18a和18b。
在根据下面引作示例的实施例的液晶显示器中,当施加到CS总线的振荡电压振荡周期长于水平扫描周期并且电绝缘CS干线数量为L(L是偶数)时,施加到CS总线的振荡电压振荡周期可以设定为一个水平扫描周期(K是正整数)的2*K*L倍。即,尽管根据本发明第三方面实施例的液晶显示器允许振荡电压的振荡周期仅设定到L倍,但是根据本发明第四方面实施例的液晶显示器具有让振荡周期进一步通过系数2*K增加的优点,其中K不取决于电绝缘CS干线的数量。K是取决于单个电绝缘CS干线和CS总线之间连接图案的参数,并等于连接连续CS总线中的公共CS干线的CS总线数(电等效CS总线)的1/2,CS总线构成连接CS干线的一个周期。
根据本发明实施例的液晶显示器的多像素驱动将每个像素分成两个子像素,将不同的振荡电压(存储电容反电压)供给连接各个子像素的辅助电容,因此获得亮子像素和暗子像素。例如,如果TFT关闭后振荡电压的第一变化是电压升高,则出现亮子像素,相反,如果TFT关闭后振荡电压的第一变化是电压降低,则出现暗子像素。因此,如果用于在TFT关闭后振荡电压应该升高的子像素的CS总线连接到公共CS干线上,而用于在TFT关闭后振荡电压应该降低的子像素的CS总线就连接到另一公共CS干线上,则可能减少CS干线数量。K是表示通过CS总线和CS干线之间连接图案增加周期效果的参数。
通过增加K值,可能相应地增加振荡电压。但是,优选K值不太大。下面将描述理由。
K值的增大增加了连接公共CS干线的子像素数。它们连接不同的TFT,其以不同的间隔(1H的倍数)关闭。因此,连接到公共CS干线上以增加(或减少)子像素TFT关闭后的第一时间的子像素振荡电压所需的时间,不同于连接到公共CS干线上以增加(或减少)子像素TFT关闭后的第一时间的另一子像素振荡电压所需的时间。这个时间差随K值的增加而增加,即,随连接到公共CS干线上的CS总线数量的增加而增加。这会造成线性亮度不规则的视觉。为了防止这种亮度不规则,用经验法优选时间差不大于扫描线数(像素行数)的5%。例如,在XGA情形,优选K值设定成时间差不大于768行的5%或不大于38H。相同地,振荡电压周期的较低限度应该参照图28等来设定,这样不会产生由于波形钝化而造成的亮度不规则。例如,在45英寸XGA显示器的情形,如果振荡周期是12H或更大,则没有波形钝化的问题。因此,在45英寸液晶显示器的情形,如果K设定为1或2,L设定为6,8,10,或12,振荡电压的周期设定在12H-48H之内,则可能实现没有亮度不规则的高质量显示。相同地,考虑振荡电压电源(供给存储电容反电极的驱动电源)数,电绝缘CS干线数L应该规定板(TFT衬底)上等的布线。
下面将描述根据本发明第四方面实施例的液晶显示器及其驱动方法,在引用示例中,K=1,L=4,6,8,10,或12,在实例中,K=2,L=4或6。为了避免重复前面实施例已经描述的内容,下面的描述集中在CS总线和CS干线之间的布局。
[K=1,L=4,振荡周期=8H]
根据本发明液晶显示器的矩阵结构(CS总线的连接图案)如图37所示,用于驱动液晶显示器的信号波形如图38所示。而且,用于图37的连接图案在表7中示出。用图37所示的矩阵结构,因为使用如38所示的定时将振荡电压施加到CS总线上,因此实现了图35A所示的驱动状态。
在图37中,每个CS总线连接到设置在图左、右两端的所有四个CS干线上。因此,有四组电绝缘CS总线,因此L=4。而且,在图37中,连接CS总线和CS干线之间的图案有某些规则,即,在图中每8个CS总线重复相同的图案。因此,K=1(=8/(2L))。
[表7]
L=4,K=1
CS干线 | 连接CS干线的CS总线 |
M1a | CSBL_(n-1)B,(n )ACSBL_(n+4)B,(n+5)A |
M2a | CSBL_(n )B,(n+1)ACSBL_(n+3)B,(n+4)A |
M3a | CSBL_(n+1)B,(n+2)ACSBL_(n+6)B,(n+7)A |
M4a | CSBL_(n+2)B,(n+3)ACSBL_(n+5)B,(n+6)A |
其中n=1,9,17,...
从表7中可以看出,图37中的CS总线分为两种类型,即:
对任何p满足下列表达式的α型
CSBL_(p)B,(p+1)A
CSBL_(p+5)B,(p+6)A
和对任何p满足下列表达式的β型
CSBL_(p+1)B,(p+2)A
CSBL_(p+4)B,(p+5)A
特别是,连接CS干线M1a和M3a的CS总线是α型,而连接CS干线M2a和M4a的CS总线是β型。
用于一个连接周期的8个连续CS总线由4个α型总线(连接M1a的两个总线和连接M3a的两个连接总线)和4个β型总线(连接M2a的两个总线和连接M4a的两个连接总线)组成。
利用参数L和K,上面的表达式对任何p可以如下给出:
CSBL_(p+2*(K-1))B,(p+2*(K-1)+1)A
CSBL_(p+2*(K-1)+K*L+1)B,(p+2*(K-1)+K*L+2)A
或
CSBL_(p+2*(K-1)+1)B,(p+2*(K-1)+2)A
CSBL_(p+2*(K-1)+K*L)B,(p+2*(K-1)+K*L+1)A
因此,使由上述表达式组的每个表示的每个CS总线组内的CS总线电相等是足够的,其中P=1,3,5,...或p=0,2,4,...。因为没有CS总线满足两个α型和β型,因此引入这个条件。
相同地,在图38中可以看出施加到CS总线的振荡电压振荡周期是8H,即,水平扫描周期的2*K*L倍。
[K=1,L=6,振荡周期=12H]
假定有6组电绝缘CS总线,连接图案如图39所示,驱动波形如图40所示。而且,用于图39的连接图案在表8中示出。
在图40中,每个CS总线连接到设置在图左、右两端的所有6个CS干线上。因此,有6组电绝缘CS总线,结果L=6。
而且,在图39中,在CS总线和CS干线之间的连接图案有些规则,即,在图中每12个CS总线重复相同的连接图案。因此,K=1(=12/(2L))。
[表8]
L=4,K=1
CS干线 | 连接CS干线的CS总线 |
M1a | CSBL_(n-1)B,(n )ACSBL_(n+4)B,(n+5)A |
M2a | CSBL_(n )B,(n+1)ACSBL_(n+3)B,(n+4)A |
M3a | CSBL_(n+1)B,(n+2)ACSBL_(n+6)B,(n+7)A |
M4a | CSBL_(n+2)B,(n+3)ACSBL_(n+5)B,(n+6)A |
其中n=1,9,17,...
从表8中可以看出,图39中的CS总线在由所有下列表达式组表示的每个组内是电相等的:
CSBL_(p)B,(p+1)A
CSBL_(p+7)B,(p+8)A
或
CSBL_(p+1)B,(p+2)A
CSBL_(p+6)B,(p+7)A
其中P=1,3,5,...或P=0,2,4,...
利用参数L和K,对于任何p,上述表达式可以给定如下:
CSBL_(p+2*(K-1))B,(p+2*(K-1)+1)A
CSBL_(p+2*(K-1)+K*L+1)B,(p+2*(K-1)+K*L+2)A
或
CSBL_(p+2*(K-1)+1)B,(p+2*(K-1)+2)A
CSBL_(p+2*(K-1)+K*L)B,(p+2*(K-1)+K*L+1)A
因此,使由上述表达式组的每个表示的每个CS总线组内的CS总线电相等是足够的,其中P=1,3,5,...或p=0,2,4,...。
相同地,在图40中,可以看出施加到CS总线上的振荡电压振荡周期是12H,即,水平扫描周期的2*K*L倍。
[K=1,L=8,振荡周期=16H]
假定有8组电绝缘CS总线,连接图案如图41所示,驱动波形如图42所示。而且,用于图41的连接图案在表9中示出。
在图41中,每个CS总线连接到设置在图左、右两端的所有8个CS干线上。因此,有8组电绝缘CS总线,结果L=8。
而且,在图41中,在CS总线和CS干线之间的连接图案有某些规则,即,在图中每16个CS总线重复相同的连接图案。因此,K=1(=16/(2L))。
[表9]
L=8,K=1
CS干线 | 连接CS干线的CS总线 |
M1c | CSBL_(n-1) B,(n ) ACSBL_(n+8) B,(n+9) A |
M2c | CSBL_(n ) B,(n+1) ACSBL_(n+7) B,(n+8) A |
M3c | CSBL_(n+1) B,(n+2) ACSBL_(n+10)B,(n+11)A |
M4c | CSBL_(n+2) B,(n+3) ACSBL_(n+9) B,(n+10)A |
M5c | CSBL_(n+3) B,(n+4) ACSBL_(n+12)B,(n+13)A |
M6c | CSBL_(n+4) B,(n+5) ACSBL_(n+11)B,(n+12)A |
M7c | CSBL_(n+5) B,(n+6) ACSBL_(n+14)B,(n+15)A |
M8c | CSBL_(n+6) B,(n+7) ACSBL_(n+13)B,(n+14)A |
其中n=1,17,33,...
从表9中可以看出,图41中的CS总线在由所有下列表达式组表示的每个组内是电相等的:
CSBL_(p)B,(p+1)A
CSBL_(p+9)B,(p+10)A
或
CSBL_(p+1)B,(p+2)A
CSBL_(p+8)B,(p+9)A
其中P=1,3,5,...或P=0,2,4,...
利用参数L和K,对于任何p,上述表达式可以给定如下:
CSBL_(p+2*(K-1))B,(p+2*(K-1)+1)A
CSBL_(p+2*(K-1)+K*L+1)B,(p+2*(K-1)+K*L+2)A
或
CSBL_(p+2*(K-1)+1)B,(p+2*(K-1)+2)A
CSBL_(p+2*(K-1)+K*L)B,(p+2*(K-1)+K*L+1)A
因此,使由上述表达式组的每个表示的每个CS总线组内的CS总线电相等是足够的,其中P=1,3,5,...或p=0,2,4,...。
相同地,在图42中,可以看出施加到CS总线上的振荡电压振荡周期是16H,即,水平扫描周期的2*K*L倍。
[K=1,L=10,振荡周期=20H]
假定有10组电绝缘CS总线,连接图案如图43所示,驱动波形如图44所示。而且,用于图43的连接图案在表10中示出。
在图43中,每个CS总线连接到设置在图左、右两端的所有10个CS干线上。因此,有10组电绝缘CS总线,结果L=10。而且,在图43中,在CS总线和CS干线之间的连接图案有某些规则,即,在图中每20个CS总线重复相同的连接图案。因此,K=1(=20/(2L))。
[表10]
L=10,K=1
CS干线 | 连接CS干线的CS总线 |
M1d | CSBL_(n-1) B,(n )ACSBL_(n+10) B,(n+11)A |
M2d | CSBL_(n ) B,(n+1) ACSBL_(n+9) B,(n+10)A |
M3d | CSBL_(n+1) B,(n+2) ACSBL_(n+12) B,(n+13)A |
M4d | CSBL_(n+2) B,(n+3) ACSBL_(n+11) B,(n+12)A |
M5d | CSBL_(n+3) B,(n+4) ACSBL_(n+14) B,(n+15)A |
M6d | CSBL_(n+4) B,(n+5) ACSBL_(n+13) B,(n+14)A |
M7d | CSBL_(n+5) B,(n+6) ACSBL_(n+16) B,(n+17)A |
M8d | CSBL_(n+6) B,(n+7) ACSBL_(n+15) B,(n+16)A |
M9d | CSBL_(n+7) B,(n+6) ACSBL_(n+18) B,(n+19)A |
M10d | CSBL_(n+8) B,(n+7) ACSBL_(n+17) B,(n+18)A |
其中n=1,21,41,...
从表10中可以看出,图43中的CS总线在由所有下列表达式组表示的每个组内是电相等的:
CSBL_(p)B,(p+1)A
CSBL_(p+11)B,(p+12)A
或
CSBL_(p+1)B,(p+2)A
CSBL_(p+10)B,(p+11)A
其中P=1,3,5,...或P=0,2,4,...
利用参数L和K,对于任何p,上述表达式可以给定如下:
CSBL_(p+2*(K-1))B,(p+2*(K-1)+1)A
CSBL_(p+2*(K-1)+K*L+1)B,(p+2*(K-1)+K*L+2)A
或
CSBL_(p+2*(K-1)+1)B,(p+2*(K-1)+2)A
CSBL_(p+2*(K-1)+K*L)B,(p+2*(K-1)+K*L+1)A
因此,使由上述表达式组的每个表示的每个CS总线组内的CS总线电相等是足够的,其中P=1,3,5,...或p=0,2,4,...。
相同地,在图44中,可以看出施加到CS总线上的振荡电压振荡周期是20H,即,水平扫描周期的2*K*L倍。
[K=1,L=12,振荡周期=24H]
假定有12组电绝缘CS总线,连接图案如图45所示,驱动波形如图46所示。而且,用于图45的连接图案在表11中示出。
在图45中,每个CS总线连接到设置在图左、右两端的所有12个CS干线上。因此,有12组电绝缘CS总线,结果L=12。而且,在图45中,在CS总线和CS干线之间的连接图案有某些规则,即,在图中每24个CS总线重复相同的连接图案。因此,K=1(=24/(2L))。
[表11]
L=12,K=1
CS干线 | 连接CS干线的CS总线 |
M1e | CSBL_(n-1) B,(n )ACSBL_(n+12)B,(n+13)A |
M2e | CSBL_(n ) B,(n+1)ACSBL_(n+11)B,(n+12)A |
M3e | CSBL_(n+1) B,(n+2) ACSBL_(n+14)B,(n+15)A |
M4e | CSBL_(n+2) B,(n+3) ACSBL_(n+13)B,(n+14)A |
M5e | CSBL_(n+3) B,(n+4) ACSBL_(n+16)B,(n+17)A |
M6e | CSBL_(n+4) B,(n+5) ACSBL_(n+15)B,(n+16)A |
M7e | CSBL_(n+5) B,(n+6) ACSBL_(n+18)B,(n+19)A |
M8e | CSBL_(n+6) B,(n+7) ACSBL_(n+17)B,(n+18)A |
M9e | CSBL_(n+7) B,(n+6) ACSBL_(n+20)B,(n+21)A |
M10e | CSBL_(n+8) B,(n+7) ACSBL_(n+19)B,(n+20)A |
M11e | CSBL_(n+9) B,(n+10)ACSBL_(n+22)B,(n+23)A |
M12e | CSBL_(n+10)B,(n+11)ACSBL_(n+21)B,(n+22)A |
其中n=1,25,49,...
从表11中可以看出,图45中的CS总线在由所有下列表达式组表示的每个组内是电相等的:
CSBL_(p)B,(p+1)A
CSBL_(p+13)B,(p+14)A
或
CSBL_(p+1)B,(p+2)A
CSBL_(p+12)B,(p+13)A
其中P=1,3,5,...或P=0,2,4,...
利用参数L和K,对于任何p,上述表达式可以给定如下:
CSBL_(p+2*(K-1))B,(p+2*(K-1)+1)A
CSBL_(p+2*(K-1)+K*L+1)B,(p+2*(K-1)+K*L+2)A
或
CSBL_(p+2*(K-1)+1)B,(p+2*(K-1)+2)A
CSBL_(p+2*(K-1)+K*L)B,(p+2*(K-1)+K*L+1)A
因此,使由上述表达式组的每个表示的每个CS总线组内的CS总线电相等是足够的,其中P=1,3,5,...或p=0,2,4,...。
相同地,在图46中,可以看出施加到CS总线上的振荡电压振荡周期是24H,即,水平扫描周期的2*K*L倍。
在所有上述情形中,参数K=1。现在,描述参数值K为2的情形。
[K=2,L=4,振荡周期=16H]
假定参数值K为2并且有4组电绝缘CS总线,连接图案如图47所示,驱动波形如图48所示。而且,用于图47的连接图案在表12中示出。
在图47中,每个CS总线连接到设置在图左、右两端的所有4个CS干线上。因此,有4组电绝缘CS总线,结果L=4。而且,在图47中,在CS总线和CS干线之间的连接图案有某些规则,即,在图中每16个CS总线重复相同的连接图案。因此,K=1(=16/(2L))。
[表12]
L=4,K=2
CS干线 | 连接CS干线的CS总线 |
M1f | CSBL_(n-1) B,(n ) ACSBL_(n+1) B,(n+2) ACSBL_(n+8) B,(n+9) ACSBL_(n+10)B (n+11) A |
M2f | CSBL_(n ) B,(n+1) ACSBL_(n+2) B,(n+3) ACSBL_(n+7) B,(n+8) ACSBL_(n+9) B (n+10)A |
M3f | CSBL_(n+3) B,(n+4) ACSBL_(n+5) B,(n+6) ACSBL_(n+12)B,(n+13)ACSBL_(n+14)B (n+15)A |
M4f | CSBL_(n+4) B,(n+5) ACSBL_(n+6) B,(n+7) ACSBL_(n+11)B,(n+12)ACSBL_(n+13)B (n+14)A |
其中n=1,17,33,...
从表12中可以看出,图47中的CS总线在由所有下列表达式组表示的每个组内是电相等的:
CSBL_(p)B,(p+1)A
CSBL_(p+2)B,(p+3)A
和
CSBL_(p+9)B,(p+10)A
CSBL_(p+11)B,(p+12)A
或
CSBL_(p+1)B,(p+2)A
CSBL_(p+3)B,(p+4)A
和
CSBL_(p+8)B,(p+9)A
CSBL_(p+10)B,(p+11)A
其中P=1,3,5,...或P=0,2,4,...
利用参数L和K,对于任何p,上述表达式可以给定如下:
CSBL_(p+2*(1-1))B,(p+2*(1-1)+1)A
CSBL_(p+2*(K-1))B,(p+2*(K-1)+1)A
和
CSBL_(p+2*(1-1)+K*L+1)B,(p+2*(1-1)+K*L+2)A
CSBL_(p+2*(K-1)+K*L+1)B,(p+2*(K-1)+K*L+2)A
或
CSBL_(p+2*(1-1)+1)B,(p+2*(1-1)+2)A
CSBL_(p+2*(K-1)+1)B,(p+2*(K-1)+2)A
和
CSBL_(p+2*(1-1)+K*L)B,(p+2*(1-1)+K*L+1)A
CSBL_(p+2*(K-1)+K*L)B,(p+2*(K-1)+K*L+1)A
因此,使由上述表达式组的每个表示的每个CS总线组内的CS总线电相等是足够的,其中P=1,3,5,...或p=0,2,4,...。
相同地,在图48中,可以看出施加到CS总线上的振荡电压振荡周期是16H,即,水平扫描周期的2*K*L倍。
[K=2,L=6,振荡周期=24H]
假定参数值K为2并且有6组电绝缘CS总线,连接图案如图49所示,驱动波形如图50所示。而且,用于图49的连接图案在表13中示出。
在图49中,每个CS总线连接到设置在图左、右两端的所有6个CS干线上。因此,有6组电绝缘CS总线,结果L=6。而且,在图47中,在CS总线和CS干线之间的连接图案有某些规则,即,在图中每24个CS总线重复相同的连接图案。因此,K=1(=24/(2L))。
[表13]
L=6,K=2
CS干线 | 连接CS干线的CS总线 |
M1g | CSBL_(n-1) B,(n ) ACSBL_(n+1) B,(n+2) ACSBL_(n+12)B,(n+13)ACSBL_(n+14)B (n+15)A |
M2g | CSBL_(n ) B,(n+1) ACSBL_(n+2) B,(n+3) ACSBL_(n+11)B,(n+12)ACSBL_(n+13)B (n+14)A |
M3g | CSBL_(n+3) B,(n+4) ACSBL_(n+5) B,(n+6) ACSBL_(n+16)B,(n+17)ACSBL_(n+18)B (n+19)A |
M4g | CSBL_(n+4) B,(n+5) ACSBL_(n+6) B,(n+7) ACSBL_(n+15)B,(n+16)ACSBL_(n+17)B (n+18)A |
N5g | CSBL_(n+7) B,(n+8) ACSBL_(n+9) B,(n+10)ACSBL_(n+20)B,(n+21)ACSBL_(n+22)B (n+23)A |
N6g | CSBL_(n+8) B,(n+9) ACSBL_(n+10)B,(n+11)ACSBL_(n+19)B,(n+20)ACSBL_(n+21)B (n+22)A |
其中n=1,25,49,...
从表13中可以看出,图49中的CS总线在由所有下列表达式组表示的每个组内是电相等的:
CSBL_(p)B,(p+1)A
CSBL_(p+2)B,(p+3)A
和
CSBL_(p+13)B,(p+14)A
CSBL_(p+15)B,(p+16)A
或
CSBL_(p+1)B,(p+2)A
CSBL_(p+3)B,(p+4)A
和
CSBL_(p+12)B,(p+13)A
CSBL_(p+14)B,(p+15)A
其中P=1,3,5,...或P=0,2,4,...
利用参数L和K,对于任何p,上述表达式可以给定如下:
CSBL_(p+2*(1-1))B,(p+2*(1-1)+1)A
CSBL_(p+2*(K-1))B,(p+2*(K-1)+1)A
和
CSBL_(p+2*(1-1)+K*L+1)B,(p+2*(1-1)+K*L+2)A
CSBL_(p+2*(K-1)+K*L+1)B,(p+2*(K-1)+K*L+2)A
或
CSBL_(p+2*(1-1)+1)B,(p+2*(1-1)+2)A
CSBL_(p+2*(K-1)+1)B,(p+2*(K-1)+2)A
和
CSBL_(p+2*(1-1)+K*L)B,(p+2*(1-1)+K*L+1)A
CSBL_(p+2*(K-1)+K*L)B,(p+2*(K-1)+K*L+1)A
因此,使由上述表达式组的每个表示的每个CS总线组内的CS总线电相等是足够的,其中P=1,3,5,...或p=0,2,4,...。
相同地,在图50中,可以看出施加到CS总线上的振荡电压振荡周期是24H,即,水平扫描周期的2*K*L倍。
关于参数K和L,尽管上面已经描述了在K=1和L=4,6,8,10,或12的情形以及在K=2和L=4或6的情形,但是本发明第四方面实施例不限于此。
K值仅需是正整数,即K=1,2,3,4,5,6,7,8,9等,L值仅需是偶数,即L=2,4,6,8,10,12,14,16,18等。此外,K值和L值可以独立地设定在各自的范围。
关于CS干线和CS总线之间的连接,遵循上述规则。
特别是当参数K和L的值分别(K=K,L=L)是K和L时,连接到相同干线上的CS总线,即,电等效CS总线应该如下:
CSBL_(p+2*(1-1))B,(p+2*(1-1)+1)A
CSBL_(p+2*(2-1))B,(p+2*(2-1)+1)A
CSBL_(p+2*3-1))B,(p+2*(3-1)+1)A
…
CSBL_(p+2*(K-1))B,(p+2*(K-1)+1)A
和
CSBL_(p+2*(1-1)+K*L+1)B,(p+2*(1-1)+K*L+2)A
CSBL_(p+2*(2-1)+K*L+1)B,(p+2*(2-1)+K*L+2)A
CSBL_(p+2*(3-1)+K*L+1)B,(p+2*(3-1)+K*L+2)A
…
CSBL_(p+2*(K-1)+K*L+1)B,(p+2*(K-1)+K*L+2)A
或
CSBL_(p+2*(1-1)+1)B,(p+2*(1-1)+2)A
CSBL_(p+2*(2-1)+1)B,(p+2*(2-1)+2)A
CSBL_(p+2*(3-1)+1)B,(p+2*(3-1)+2)A
…
CSBL_(p+2*(K-1)+1)B,(p+2*(K-1)+2)A
和
CSBL_(p+2*(1-1)+K*L)B,(p+2*(1-1)+K*L+1)A
CSBL_(p+2*(2-1)+K*L)B,(p+2*(2-1)+K*L+1)A
CSBL_(p+2*(3-1)+K*L)B,(p+2*(3-1)+K*L+1)A
…
CSBL_(p+2*(K-1)+K*L)B,(p+2*(K-1)+K*L+1)A
其中p=1,3,5等,或p=0,2,4等。
而且,当参数K和L分别(K=K,L=L)是K和L时,施加到总线CS上的振荡电压振荡周期可以是水平扫描周期的2*K*L倍。
相同地,尽管在上面的描述中,一个相邻图像元件的第一子像素和另一图像元件的第二子像素公用公共CS总线,当然,它们可以使用电等效的不同CS总线。
本发明的第一方面可以实现降低γ特性的视角依赖性的极高显示质量。本发明的第二方面可以减少在ac驱动过程中造成的液晶显示器的闪烁。
本发明的第三方面可以使根据本发明第一或第二方面的液晶显示器适合大或高分辨率液晶显示器。
本发明的第四方面可以使根据本发明第一或第二方面的液晶显示器适合大或高分辨率液晶显示器,甚至比第三方面更适应。
Claims (37)
1.一种液晶显示器,包括:大量象素,每个象素具有液晶层和大量用于对液晶层施加电压的电极,电极呈行列矩阵分布,其特征在于:
大量象素的每一个具有能够对液晶层施加互不相同的电压的第一子象素和第二子象素,在确定灰度下第一子象素具有高于第二子象素的亮度;
第一子象素和第二子象素每个包括:
由反电极和经液晶层与反电极相对的子象素电极形成的液晶电容,和
由电连结到子象素电极上的存储电容电极、绝缘层和经绝缘层与存储电容电极相对的存储电容反电极形成的存储电容;
反电极为由第一子象素和第二子象素共享的单电极,第一子象素和第二子象素的存储电容反电极彼此电绝缘;和
大量象素的任一个中的第一子象素的存储电容反电极与列方向上任一象素的相邻象素的第二子象素的存储电容反电极彼此电绝缘;
所述液晶显示器进一步包括两个分别为第一子象素和第二子象素设置的开关元件,所述两个开关元件通过供给扫描线的扫描线信号电压开和关;两个开关元件开启时,显示信号电压从信号线施加到第一子象素和第二子象素的各个子象素电极和存储电容电极上;两个开关元件关闭后,第一子象素和第二子象素的各个存储电容反电极的电压改变。
2.如权利要求1所述的液晶显示器,其特征在于任何象素的第一子象素分布成与列方向上任一象素的相邻象素的第二子象素相邻。
3.如权利要求1所述的液晶显示器,其特征在于在多个象素的每个中,第一子象素分布成在列方向上与第二子象素相邻。
4.如权利要求1所述的液晶显示器,其特征在于包括彼此电绝缘的大量存储电容柱,其中每个存储电容柱经存储电容线电连结到大量象素中的第一子象素和第二子象素的任意存储电容反电极上。
5.如权利要求4所述的液晶显示器,其特征在于大量存储电容柱中彼此电绝缘的存储电容柱的数量为L,由每个存储电容柱供给的存储电容反电压为振荡电压,振荡周期为水平扫描周期的L倍。
6.如权利要求4所述的液晶显示器,其特征在于彼此电绝缘的大量存储电容柱为组成成对存储电容柱的偶数个存储电容柱,供给彼此有180°相位差的振荡的存储电容反电压。
7.如权利要求4所述的液晶显示器,其特征在于彼此电绝缘的存储电容柱的数量比通过电容电阻时间常数划分一个水平扫描周期获得的份额大8倍,其中电容电阻时间常数接近存储电容线的最大负载阻抗。
8.如权利要求4所述的液晶显示器,其特征在于彼此电绝缘的存储电容柱的数量比通过电容电阻时间常数划分一个水平扫描周期获得的份额大8倍,并且为偶数,其中电容电阻时间常数接近存储电容线的最大负载阻抗。
9.如权利要求4所述的液晶显示器,其特征在于大量的存储电容柱包括彼此电绝缘的第一存储电容柱和第二存储电容柱;和
如果连接到位于任意列与大量象素形成的行中指定行n交叉处的象素的第一子象素的存储电容反电极的存储电容线设为CSBL_A_n,如果连接到第二子象素的存储电容反电极的存储电容线设为CSBL_B_n,并且如果k为自然数或0,则:
CSBL_A_n+k连接到第一存储电容柱上,和
CSBL_B_n连接到第二存储电容柱上。
10.如权利要求9所述的液晶显示器,其特征在于通过第一和第二存储电容柱供给的第一和第二存储电容反电压的振荡周期分别是水平扫描周期的两倍。
11.如权利要求10所述的液晶显示器,其特征在于第二存储电容反电压比第一存储电容反电压滞后一个水平扫描周期的相位差。
12.如权利要求11所述的液晶显示器,包括
两个分别为第一子象素和第二子象素设置的开关元件,
其特征在于两个开关元件通过供给公共扫描线的扫描线信号电压开和关;两个开关元件开启时,显示信号电压从公共信号线施加到各个子象素电极以及第一子象素和第二子象素的存储电容电极上;两个开关元件关闭时,第一子象素和第二子象素的各个存储电容反电极的电压改变;和
如果Td表示两个开关元件关闭时,第一存储电容反电压在第一时间改变所需的时间,则Td大于0个水平扫描周期并小于一个水平扫描周期。
13.如权利要求12所述的液晶显示器,其特征在于Td近似等于水平扫描周期的0.5倍。
14.如权利要求4所述的液晶显示器,其特征在于:
大量存储电容柱包括彼此电绝缘的第一存储电容柱、第二存储电容柱、第三存储电容柱和第四存储电容柱;和
如果连接到位于任意列与大量象素形成的行中指定行n交叉处的象素的第一子象素的存储电容反电极的存储电容线设为CSBL_A_n,如果连接到第二子象素的存储电容反电极的存储电容线设为CSBL_B_n,并且如果k为自然数或0,则:
CSBL_A_n+4*k和CSBL_B_n+2+4*k连接到第一存储电容柱上,
CSBL_B_n+4*k和CSBL_A_n+2+4*k连接到第二存储电容柱上,
CSBL_A_n+1+4*k和CSBL_B_n+3+4*k连接到第三存储电容柱上,
CSBL_B_n+1+4*k和CSBL_A_n+3+4*k连接到第四存储电容柱上。
15.如权利要求14所述的液晶显示器,其特征在于分别通过第一至第四存储电容柱供给的第一至第四存储电容反电压的振荡周期均为水平扫描周期的4倍。
16.如权利要求15所述的液晶显示器,其特征在于第二存储电容反电压比第一存储电容反电压滞后两个水平扫描周期的相位差,第三存储电容反电压比第一存储电容反电压滞后三个水平扫描周期的相位差,第四存储电容反电压比第一存储电容反电压滞后一个水平扫描周期的相位差。
17.如权利要求16所述的液晶显示器,包括两个分别为第一子象素和第二子象素设置的开关元件,
其特征在于两个开关元件通过供给公共扫描线的扫描线信号电压开和关;两个开关元件开启时,显示信号电压从公共信号线施加到各个子象素电极以及第一子象素和第二子象素的存储电容电极上;两个开关元件关闭时,第一子象素和第二子象素的各个存储电容反电极的电压改变;和
如果Td表示两个开关元件关闭时,第一存储电容反电压在第一时间改变所需的时间,则Td大于0个水平扫描周期并小于两个水平扫描周期。
18.如权利要求17所述的液晶显示器,其特征在于Td近似等于一个水平扫描周期。
19.如权利要求4所述的液晶显示器,其特征在于大量存储电容柱包括彼此电绝缘的第一存储电容柱、第二存储电容柱、第三存储电容柱、第四存储电容柱、第五存储电容柱和第六存储电容柱;和
如果连接到位于任意列与大量象素形成的行中指定行n交叉处的象素的第一子象素的存储电容反电极的存储电容线设为CSBL_A_n,如果连接到第二子象素的存储电容反电极的存储电容线设为CSBL_B_n,并且如果k为自然数或0,则:
CSBL_A_n+3*k连接到第一存储电容柱上,
CSBL_B_n+3*k连接到第二存储电容柱上,
CSBL_A_n+1+3*k连接到第三存储电容柱上,
CSBL_B_n+1+3*k连接到第四存储电容柱上,
CSBL_A_n+2+3*k连接到第五存储电容柱上,
CSBL_B_n+2+3*k连接到第六存储电容柱上。
20.如权利要求19所述的液晶显示器,其特征在于分别通过第一至第六存储电容柱供给的第一至第六存储电容反电压的振荡周期均为水平扫描周期的6倍。
21.如权利要求4所述的液晶显示器,其特征在于:大量存储电容柱包括彼此电绝缘的第一存储电容柱、…第L存储电容柱等总共L个存储电容柱;和
当电绝缘的存储电容柱的数量L的1/2为奇数时,即当L=2、6、10、…等时,
如果连接到位于任意列与大量象素形成的行中指定行n交叉处的象素的第一子象素的存储电容反电极的存储电容线设为CSBL_A_n,如果连接到第二子象素的存储电容反电极的存储电容线设为CSBL_B_n,并且如果k为自然数或0,则:
CSBL_A_n+(L/2)*k连接到第一存储电容柱上,
CSBL_B_n+(L/2)*k连接到第二存储电容柱上,
CSBL_A_n+1+(L/2)*k连接到第三存储电容柱上,
CSBL_B_n+1+(L/2)*k连接到第四存储电容柱上,
CSBL_A_n+2+(L/2)*k连接到第五存储电容柱上,
CSBL_B_n+2+(L/2)*k连接到第六存储电容柱上,
…
CSBL_A_n+(L/2)-2+(L/2)*k连接到第(L-3)存储电容柱上,
CSBL_B_n+(L/2)-2+(L/2)*k连接到第(L-2)存储电容柱上,
CSBL_A_n+(L/2)-1+(L/2)*k连接到第(L-1)存储电容柱上,
CSBL_B_n+(L/2)-1+(L/2)*k连接到第L存储电容柱上。
22.如权利要求21所述的液晶显示器,其特征在于分别通过第一至第L存储电容柱供给的第一至第L存储电容反电压的振荡周期均为水平扫描周期的L倍。
23.如权利要求4所述的液晶显示器,其特征在于:大量存储电容柱包括彼此电绝缘的第一存储电容柱、第二存储电容柱、第三存储电容柱、第四存储电容柱、第五存储电容柱、第六存储电容柱、第七存储电容柱和第八存储电容柱;和
如果连接到位于任意列与大量象素形成的行中指定行n交叉处的象素的第一子象素的存储电容反电极的存储电容线设为CSBL_A_n,如果连接到第二子象素的存储电容反电极的存储电容线设为CSBL_B_n,并且如果k为自然数或0,则:
CSBL_A_n+8*k和CSBL_B_n+4+8*k连接到第一存储电容柱上,
CSBL_B_n+8*k和CSBL_A_n+4+8*k连接到第二存储电容柱上,
CSBL_A_n+1+8*k和CSBL_B_n+5+8*k连接到第三存储电容柱上,
CSBL_B_n+1+8*k和CSBL_A_n+5+8*k连接到第四存储电容柱上,
CSBL_A_n+2+8*k和CSBL_B_n+6+8*k连接到第五存储电容柱上,
CSBL_B_n+2+8*k和CSBL_A_n+6+8*k连接到第六存储电容柱上,
CSBL_A_n+3+8*k和CSBL_B_n+7+8*k连接到第七存储电容柱上,
CSBL_B_n+3+8*k和CSBL_A_n+7+8*k连接到第八存储电容柱上。
24.如权利要求23所述的液晶显示器,其特征在于分别通过第一至第八存储电容柱供给的第一至第八存储电容反电压的振荡周期均为水平扫描周期的8倍。
25.如权利要求4所述的液晶显示器,其特征在于:
大量存储电容柱包括彼此电绝缘的第一存储电容柱、…第L存储电容柱等总共L个存储电容柱;和
当电绝缘的存储电容柱的数量L的1/2为偶数时,即当L=4、8、12、…等时,如果连接到位于任意列与大量象素形成的行中指定行n交叉处的象素的第一子象素的存储电容反电极的存储电容线设为CSBL_A_n,如果连接到第二子象素的存储电容反电极的存储电容线设为CSBL_B_n,并且如果k为自然数或0,则:
CSBL_A_n+L*k和CSBL_B_n+(L/2)+L*k连接到第一存储电容柱上,
CSBL_B_n+L*k和CSBL_A_n+(L/2)+L*k连接到第二存储电容柱上,
CSBL_A_n+1+L*k和CSBL_B_n+(L/2)+1+L*k连接到第三存储电容柱上,
CSBL_B_n+1+L*k和CSBL_A_n+(L/2)+1+L*k连接到第四存储电容柱上,
CSBL_A_n+2+L*k和CSBL_B_n+(L/2)+2+L*k连接到第五存储电容柱上,
CSBL_B_n+2+L*k和CSBL_A_n+(L/2)+2+L*k连接到第六存储电容柱上,
CSBL_A_n+3+L*k和CSBL_B_n+(L/2)+3+L*k连接到第七存储电容柱上,
CSBL_B_n+3+L*k和CSBL_A_n+(L/2)+3+L*k连接到第八存储电容柱上,
CSBL_A_n+(L/2)-2+L*k和CSBL_B_n+L-2+L*k连接到第(L-3)存储电容柱上,
CSBL_B_n+(L/2)-2+L*k和CSBL_A_n+L-2+L*k连接到第(L-2)存储电容柱上,
CSBL_A_n+(L/2)-1+L*k和CSBL_B_n+L-1+L*k连接到第(L-1)存储电容柱上,
和CSBL_B_n+(L/2)-1+L*k和CSBL_A_n+L-1+L*k连接到第L存储电容柱上。
26.如权利要求25所述的液晶显示器,其特征在于分别通过第一至第L存储电容柱供给的第一至第L存储电容反电压的振荡周期均为水平扫描周期的L倍。
27.一种液晶显示器,包括大量象素,每个象素具有液晶层和用于对液晶层施加电压的以行列矩阵分布的大量电极,其特征在于:
大量象素的每一个具有能够对液晶层施加互不相同的电压的第一子象素和第二子象素,其中在确定灰度下第一子象素具有高于第二子象素的亮度;
第一子象素和第二子象素每个包括:
由反电极和经液晶层与反电极相对的子象素电极形成的液晶电容,和
由电连接到子象素电极上的存储电容电极、绝缘层和经绝缘层与存储电容电极相对的存储电容反电极形成的存储电容;
反电极为由第一子象素和第二子象素共享的单电极,第一子象素和第二子象素的存储电容反电极彼此电绝缘;
所述液晶显示器进一步包括两个分别为第一子象素和第二子象素设置的开关元件,所述两个开关元件通过供给扫描线的扫描线信号电压开和关;两个开关元件开启时,显示信号电压从信号线施加到第一子象素和第二子象素的各个子象素电极和存储电容电极上;两个开关元件关闭后,第一子象素和第二子象素的各个存储电容反电极的电压改变;
液晶显示器还包括大量彼此电绝缘的存储电容柱,每个存储电容柱经存储电容线电连接到大量象素中第一子象素和第二子象素的任意存储电容反电极上,列方向上两个相邻象素之一的第一子象素的存储电容反电极连接到与另一象素的第二子象素的存储电容反电极等电位的存储电容线上;和
大量存储电容柱中彼此电绝缘的存储电容柱的数量为L或更大,其中L为偶数,由每个存储电容柱供给的存储电容反电压为振荡电压,振荡周期为水平扫描周期的2*K*L倍,其中K为正整数。
28.如权利要求27所述的液晶显示器,其特征在于:
当连接到位于任意列和大量行列矩阵分布的象素形成的行中指定行n交叉处的象素的第一子象素的存储电容反电极的存储电容线设为CSBL_(n)A,连接到第二子象素的存储电容反电极的存储电容线设为CSBL_(n)B,
则连接到L个电绝缘的存储电容柱上的存储电容线满足下列关系:
CSBL_(p+2*(1-1))B,(p+2*(1-1))+1)A
CSBL_(p+2*(2-1))B,(p+2*(2-1))+1)A
CSBL_(p+2*(3-1))B,(p+2*(3-1))+1)A
…
CSBL_(p+2*(K-1))B,(p+2*(K-1))+1)A,和
CSBL_(p+2*(1-1)+K*L+1)B,(p+2*(1-1))+K*L+2)A,
CSBL_(p+2*(2-1)+K*L+1)B,(p+2*(2-1))+K*L+2)A,
CSBL_(p+2*(3-1)+K*L+1)B,(p+2*(3-1))+K*L+2)A,
…
CSBL_(p+2*(K-1)+K*L+1)B,(p+2*(3-1))+K*L+2)A,
或
CSBL_(p+2*(1-1)+1)B,(p+2*(1-1)+2)A,
CSBL_(p+2*(2-1)+1)B,(p+2*(2-1)+2)A,
CSBL_(p+2*(3-1)+1)B,(p+2*(3-1)+2)A,
…
CSBL_(p+2*(K-1)+1)B,(p+2*(K-1)+2)A,
和
CSBL_(p+2*(1-1)+K*L)B,(p+2*(1-1)+K*L+1)A,
CSBL_(p+2*(2-1)+K*L)B,(p+2*(2-1)+K*L+1)A,
CSBL_(p+2*(3-1)+K*L)B,(p+2*(3-1)+K*L+1)A,
…
CSBL_(p+2*(K-1)+K*L)B,(p+2*(K-1)+K*L+1)A,
此处,p=1,3,5等,或p=0,2,4等。
29.如权利要求27所述的液晶显示器,其特征在于K为1或2,L为6、8、10和12中的任意一个。
30.如权利要求27所述的液晶显示器,其特征在于存储电容线置于列方向上两个相邻的象素之间。
31.如权利要求30所述的液晶显示器,包括:
两个分别为第一子象素和第二子象素提供的开关元件;和
共同连接到两个开关元件上的扫描线,
其特征在于公共扫描线置于第一子象素和第二子象素之间。
32.如权利要求27所述的液晶显示器,其特征在于大量存储电容柱为组成供给存储电容反电压的成对存储电容柱的偶数个存储电容柱,反电压的振荡彼此有180°的相位差。
33.如权利要求27所述的液晶显示器,其特征在于在列方向的任何两个相邻象素中,一个象素的第一子象素的存储电容反电极与另一个象素的第二子象素的存储电容反电极连接到公共存储电容线上。
34.如权利要求9所述的液晶显示器,其特征在于存储电容反电压的占空比均为1∶1。
35.如权利要求1所述的液晶显示器,其特征在于任意象素中的第一子象素布置成与列方向上任意象素的相邻象素的第二子象素相邻,并且在大量象素的每一个中,第一子象素布置成与列方向上的第二子象素相邻。
36.如权利要求1所述的液晶显示器,其特征在于第一子象素和第二子象素面积近似相等。
37.如权利要求1所述的液晶显示器,其特征在于第二子象素的面积大于第一子象素的面积。
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